Question

（2005?漢沽區(qū)模擬）如圖所示，有一對(duì)與電阻R=0.5Ω相連的平行導(dǎo)軌M和N，它們?cè)谕�一水平面上，現(xiàn)加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，磁場(chǎng)方向豎直向下，兩導(dǎo)軌間距離L=0.05m，一質(zhì)量m=0.01kg導(dǎo)體桿a、b垂直放在導(dǎo)軌上，ab桿和導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．今以F的水平恒定拉力拉ab，使它以恒定速度v=4m/s向右運(yùn)動(dòng)，（g=10m/s²）
求：（1）在圖中標(biāo)出通過(guò)電阻R中的電流方向；
（2）電阻R消耗的功率；
（3）水平的恒定拉力F的功率．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)右手定則判斷ab棒中感應(yīng)電流方向，即可得到通過(guò)電阻R中的電流方向；

（2）由E=BLv求出導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，由歐姆定律求出感應(yīng)電流I，電阻R消耗的功率P=I²R．
P=I²R（2）由F=BIL求出導(dǎo)體棒受到的安培力，然由平衡條件求出拉力，由P=Fv求出拉力的功率；
（3）導(dǎo)體桿做勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件和安培力公式求出拉力的大小，拉力F的功率P=Fv．

解答：解（1）由右手定則判斷得知：ab棒中感應(yīng)電流方向由b到a，則R中電流方向如圖．
（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv=0.2V
感應(yīng)電流 I=

E

R

=0.4A
故電阻R消耗的功率P=I²R=0.08W
（3）因?qū)�體桿勻速運(yùn)動(dòng)，則有：F=F_f+BIL=μmg+

B2L2v

R

代入數(shù)據(jù)解得：水平恒定拉力F=0.03N
由 P_F=Fv
得 拉力F的功率P_F=0.12W
答：
（1）在圖中標(biāo)出通過(guò)電阻R中的電流方向如圖；
（2）電阻R消耗的功率是0.08W；
（3）水平的恒定拉力F的功率是0.12W．

點(diǎn)評(píng)：本題難度不大，熟練應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)即可正確解題，關(guān)鍵要掌握右手定則、法拉第定律、歐姆定律等電磁感應(yīng)中常用的規(guī)律．