Question

如圖所示，電阻R=0.1Ω的導(dǎo)體ab沿光滑的導(dǎo)線框向右做勻速運(yùn)動(dòng)，線框中接有電阻R=0.4Ω線框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，導(dǎo)體ab的長度L=0.4m，運(yùn)動(dòng)速度v=5.0m/s．線框的電阻不計(jì)．
（1）電源的電動(dòng)勢（即產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢）為多少？電路abcd中的電流為多少？
（2）求導(dǎo)體ab所受的安培力的大小，并判斷其方向．
（3）外力做功的功率是多少？
（4）電源的功率為多少？其中電源內(nèi)部消耗的功率是多少？外部電阻消耗的功率又是多少？
（5）其實(shí)這道題講的就是發(fā)電機(jī)的原理．試從能量的角度分析一下，看發(fā)電機(jī)的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的．

Answer 1

（1）導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢：E=BLv=0.2V 
由閉合電路的毆姆定律：I=

E

R+r

=0.4A
（2）則安培力大�。篎_安=BIL=0.016N           
 根據(jù)右手定則得電路abcd中的電流方向是b指向a，根據(jù)左手定則得ab所受的安培力方向：向左．  
（3）導(dǎo)線框向右做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件得外力：F=F_安=0.016N  
外力做功的功率：P=Fv=0.08W
（4）電源的功率：P_電=EI=0.08W
電源內(nèi)部消耗的功率：P_內(nèi)=I²r=0.016W
外部電阻消耗的功率：P_R=I²R=0.064W
（5）發(fā)電機(jī)是依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，在發(fā)電的過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．
答：（1）電源的電動(dòng)勢為0.2V，電路abcd中的電流為0.4A
（2）導(dǎo)體ab所受的安培力的大小是0.016N，其方向向左．
（3）外力做功的功率是0.08W
（4）電源的功率為0.08W，其中電源內(nèi)部消耗的功率是0.016W，外部電阻消耗的功率又是0.064W．
（5）發(fā)電機(jī)是依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，在發(fā)電的過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．