Question

20．如圖所示，在一個(gè)光滑金屬框架上垂直放置一根長l=0.4m的金屬棒ab，其電阻r=0.1Ω．框架左端的電阻R=0.4Ω．垂直于框面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T．當(dāng)用外力使棒ab以速度v=5m/s右移時(shí)，ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=0.2V，通過ab棒的電流I=0.4A．a(chǎn)b棒兩端的電勢(shì)差U_ab=0.16V，在電阻R上消耗的功率P_R=0.064W，在ab棒上消耗的發(fā)熱功率P_ab=0.016W，切割運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的電功率P=0.08W．

Answer 1

分析 棒向右運(yùn)動(dòng)垂直切割磁感線，根據(jù)公式E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，根據(jù)歐姆定律求解通過ab棒的電流I．a(chǎn)b棒兩端的電勢(shì)差等于R兩端的電壓，由歐姆定律求出．再根據(jù)電功率求解各個(gè)功率．

解答 解：ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V
通過ab棒的電流 I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{0.2}{0.4+0.1}$A=0.4A
ab棒兩端的電勢(shì)差 U_ab=IR=0.4×0.4V=0.16V
在電阻R上消耗的功率P_R=I²R=0.4²×0.4W=0.064W，在ab棒上消耗的發(fā)熱功率P_ab=I²r=0.4²×0.1W=0.016W，切割運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的電功率P=P_R+P_ab=0.08W
故答案為：0.2V；0.4A；0.16V；0.064W；0.016W；

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要掌握感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv、歐姆定律、功率公式等等電磁感應(yīng)基本知識(shí)，即可正確解題．求ab間電勢(shì)差時(shí)要注意，金屬棒是電源，ab間電勢(shì)差是路端電壓．