Question

20．如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直于框面的匀强磁场的磁感应强度B=0.1T．当用外力使棒ab以速度v=5m/s右移时，ab棒中产生的感应电动势E=0.2V，通过ab棒的电流I=0.4A．ab棒两端的电势差U_ab=0.16V，在电阻R上消耗的功率P_R=0.064W，在ab棒上消耗的发热功率P_ab=0.016W，切割运动中产生的电功率P=0.08W．

Answer 1

分析 棒向右运动垂直切割磁感线，根据公式E=BLv求出感应电动势E，根据欧姆定律求解通过ab棒的电流I．ab棒两端的电势差等于R两端的电压，由欧姆定律求出．再根据电功率求解各个功率．

解答 解：ab棒中产生的感应电动势 E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V
通过ab棒的电流 I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{0.2}{0.4+0.1}$A=0.4A
ab棒两端的电势差 U_ab=IR=0.4×0.4V=0.16V
在电阻R上消耗的功率P_R=I²R=0.4²×0.4W=0.064W，在ab棒上消耗的发热功率P_ab=I²r=0.4²×0.1W=0.016W，切割运动中产生的电功率P=P_R+P_ab=0.08W
故答案为：0.2V；0.4A；0.16V；0.064W；0.016W；

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．