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15.如圖所示,在磁感應強度為0.4T的勻強磁場中,讓長為0.5m、電阻為0.1Ω的導體棒ab在金屬框上以10m/s的速度向右勻速滑動,電阻R1=6Ω,R2=4Ω,其他導線上的電阻可忽略不計.求:
(1)判斷ab棒中的電流大小與方向,畫出整個裝置等效電路圖;
(2)為使ab棒勻速運動,外力的機械功率;
(3)ab兩端的電壓.

分析 (1)根據(jù)右手定則判斷ab棒上的電流方向,根據(jù)E=BLv求出電動勢,再根據(jù)閉合電路歐姆定律求出感應電流的大。
(2)ab棒做勻速運動,外力等于安培力,所以外力的功率等于安培力的功率.
(3)根據(jù)部分電路的歐姆定律即可求出ab之間的電壓.

解答 解:(1)由右手定則可以判定,電流方向b→a
產生的電動勢:E=Blv=2 V 
電路的總電阻:R=$\frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1}+{R_2}}}$+r=2.5Ω
感應電流:I=$\frac{E}{R}$=0.8 A
(2)外力等于安培力,所以外力的功率等于安培力的功率,得:P=Fv=BIlv=1.6 W
(3)根據(jù)部分電路的歐姆定律得:Uab=IR=1.92 V
答:(1)ab棒中的電流大小為0.8A,方向為b→a,畫出整個裝置等效電路圖如圖;
(2)為使ab棒勻速運動,外力的機械功率是1.6W;
(3)ab兩端的電壓是1.92V.

點評 本題是電磁感應與電學的綜合,解題的關鍵是得出等效電路,運用閉合電路歐姆定律和部分電路的歐姆定律即可進行求解.基礎題目.

練習冊系列答案
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C.熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體,但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體
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