Question

如图所示，电阻为0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R=0.4Ω，线框放在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体ab的长度l=0.4m，运动的速度υ=5m/s，线框的电阻不计，则施加的外力的大小F=

0.016

N，外力做功的功率为

0.08

W．

Answer 1

分析：导体棒做切割磁感线产生感应电动势，从而产生感应电流．由导体棒切割磁感线产生电动势的公式E=BLv求得感应电动势，再由闭合电路殴姆定律即可求出回路中的电流；安培力大小由公式F=BIL求解，匀速运动时，外力大小等于安培力大小，由公式：P=I²R即可求得外力做功的功率；

解答：解：导体棒做切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，电动势为：
  E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V．
电路abcd中的电流为：
  I=

E

R+r

=

0.2

0.4+0.1

A=0.4A；
导体ab所受的安培力的大小：
  F_安=BIL=0.1×0.4×0.4=0.016N
导体棒匀速运动，外力与安培力二力平衡，则有：
施加的外力 F_外=F_安=0.016N
故外力做功的功率是：
 P_外=F_外v=0.016×5W=0.08W
故答案为：0.016；0.08

点评：导体杆在运动过程中，安培力随着速度增加而变大，当匀速时正好处于平衡状态．由法拉第电磁感应定律与闭合电路殴姆定律可求出求解．