题目内容

10.如图所示,U形金属导轨置于光滑绝缘的水平面上,导轨间距为l=0.4m,左端连接的电阻R=0.4Ω.金属棒ab长度L=0.4m,电阻r=0.1Ω.在导轨范围内有垂直水平面的、磁感强度B=0.1T的匀强磁场,当用外力使棒ab以速度v=5m/s匀速右移时,试求:
(1)通过ab棒的电流I=0.4A; 
(2)ab棒两端的电势差Uab=0.16V;
(3)ab棒克服安培力做功的功率P克=0.08W.

分析 (1)由E=BLv求出电动势,由欧姆定律求出电流.
(2)由欧姆定律求出ab两端的电势差.
(3)由安培力公式求出安培力,然后由P=Fv求出功率.

解答 解:(1)感应电动势:E=Blv=0.1×0.4×5=0.2V,
电流:I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{0.2}{0.4+0.1}$=0.4A;
(2)ab棒两端的电势差Uab=IR=0.4×0.4=0.16V;
(3)安培力:F=BIl=0.1×0.4×0.4=0.016N,
克服安培力的功率:P=Fv=0.016×5=0.08W;
故答案为:(1)0.4;(2)0.16;(3)0.08.

点评 本题关键要掌握感应电动势公式E=BLv、欧姆定律、功率公式等等电磁感应基本知识,即可正确解题.求ab间电势差时要注意金属棒是电源,ab间电势差是路端电压,不是感应电动势,也不是内电压.

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