题目内容

15.如图所示,在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中,导体棒AB在外力的作用下在金属框架上以10m/s的速度向右匀速滑动,已知导体棒AB长为0.5m,电阻为10Ω,R1=R2=20Ω,其他电阻不计,求
(1)AB棒产生的电动势大小和R1上的实际功率
(2)导体棒端点AB上的电压大小.
(3)此外力的功率.

分析 (1)根据切割公式E=BLv求解感应电动势,根据闭合电路欧姆定律列式求解电流,根据P=I2r求解R1上的实际功率;
(2)导体棒相当于电源,导体棒端点AB上的电压相当于路端电压,根据闭合电路欧姆定律列式求解;
(3)导体棒AB在外力的作用下在金属框架上以10m/s的速度向右匀速滑动,外力与安培力平衡,根据FA=BIL求解安培力,根据平衡条件得到外力,根据P=Fv求解外力的功率.

解答 解:(1)AB棒产生的电动势大小为:E=BLv=0.2×0.5×10=1V;
干路电流为:I=$\frac{E}{r+R}=\frac{1}{{10+\frac{10}{2}}}=0.05A$;
故流过电阻R1的电流为:I1=$\frac{I}{2}=0.025A$;
R1上的实际功率为:P1=$I_1^2{R_1}=0.02{5^2}×20=0.0125W$;
(2)导体棒端点AB上的电压为:U=E-Ir=1-0.05×10=0.5V;
(3)安培力为:FA=BIL=0.2×0.05×0.5=0.005N,
根据平衡条件,拉力F=FA=0.5N,
故拉力的功率为:P=Fv=0.005×10=0.05W;
答:(1)AB棒产生的电动势大小为1V,R1上的实际功率为0.0125W;
(2)导体棒端点AB上的电压大小为0.5V.
(3)此外力的功率为0.05W.

点评 该题考查了电磁感应与电路、功能相结合的基础知识,对于这些基础知识,要加强理解和应用,平时练习不可忽视.

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