题目内容

11．如图所示，相距L=0.4m的两根光滑的平行金属导轨ab、cd，固定在绝缘水平面上，导轨左端连接了一个阻值R=0.4Ω的定值电阻，导轨的电阻不计．现有一长度也为L=0.4m的金属杆ef垂直跨接在导轨ab、cd上，金属杆ef点电阻r=0.1Ω，磁感应强度B=0.1T的匀强磁场垂直于导轨平面．现用一水平力F作用于金属杆ef的中点，当杆水平向右以v=5m/s的速度做匀速运动时，求：
（1）e、f两点间的电势差Uef；
（2）水平力F的功率．

分析 （1）金属棒切割磁感线产生感应电动势，回路中产生感应电流，根据公式E=BLv求出感应电动势，根据欧姆定律可求得电流和电压的大小；
（2）由F=BIL可求得安培力，根据平衡条件可得拉力大小，再根据功率公式可求得外力的功率．

解答 解：（1）由法拉第电磁感应定律可得：
E=BLv=0.1×0.4×5=0.2V
由闭合电路欧姆定律可得：
I=$\frac{E}{r+R}$=$\frac{0.2}{0.1+0.4}$=0.4A；
根据右手定则可知，电流由有e向f，而ef视为电源，故e点电势低于f点的电势
则ef两点间的电势差Uef=Uca=-IR=-0.4×0.4=-0.16V；
（2）金属杆ef做匀速运动，由平衡条件得F=F安
安培力F安=BIL=0.1×0.4×0.4=0.016N；
则外力的功率P=Fv=0.016×5=0.08W．
答：（1）e、f两点间的电势差Uef为-0.16V；
（2）水平力F的功率为0.08W．

点评 本题是电磁感应与电路知识的综合，关键要区分清楚哪部分电路是电源，哪部分是外部分，以及ef两端点间的电势差与感应电动势的关系，注意判断电流广向，明确ef两点电势差的大小关系．

练习册系列答案
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19．质量为m的木块沿倾角为θ的斜面匀速下滑，如图所示，那么斜面对物体的作用力方向是（　　）
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16．在如图所示的图象中，可能描述物体做自由落体运动的是（　　）
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