Question

19．如圖所示為水平放置的光滑導(dǎo)體框架，寬L=0.2m，接有電阻R=5Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直框架平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T，一導(dǎo)體棒ab垂直框邊跨放在框架上，框架和導(dǎo)體棒ab的電阻均不計(jì)．當(dāng)ab以v=2m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流I=0.8A，拉力F的功率P=3.2W，當(dāng)ab棒向右運(yùn)動(dòng)了S=0.5m時(shí)，通過(guò)電阻R的電量q=0.2C．

Answer 1

分析 由法拉第電磁感應(yīng)定律求得電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而得到電流；再通過(guò)安培定則求得安培力，并由受力平衡得到拉力大小，進(jìn)而求得功率；通過(guò)位移求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間，然后由電量的定義式求得電量．

解答 解：ab以v=2m/s的速度向右勻速滑動(dòng)，所以電動(dòng)勢(shì)為：
E=BLv=10×0.2×2V=4V，
所以電流為：$I=\frac{E}{R}=\frac{4}{5}A=0.8A$；
導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以導(dǎo)體棒受力平衡，則拉力等于安培力，即為：F=BIL=10×0.8×0.2N=1.6N
所以，拉力F的功率為：P=Fv=1.6×2W=3.2W；
ab棒向右運(yùn)動(dòng)了S=0.5m，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：$t=\frac{S}{v}=\frac{0.5}{2}s=\frac{1}{4}s$，
那么通過(guò)電阻R的電量為：$q=It=0.8×\frac{1}{4}C=0.2C$．
故答案為：0.8，3.2，0.2．

點(diǎn)評(píng) 閉合電路切割磁感線問(wèn)題，一般由楞次定律判斷感應(yīng)電流方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律及電路得到電流，進(jìn)而得到安培力及電量的表達(dá)式．