如图所示,电阻Rab=0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动线框中接有电阻R=0.4Ω,线框放在磁感应强...
问题详情:
如图所示,电阻Rab=0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动线框中接有电阻R=0.4Ω,线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,导体的ab长度l=0.4m,运动速度v=10m/s.线框的电阻不计.
(1)电路abcd中相当于电源的部分是 ,相当于电源的正极是 端.
(2)使导体ab向右匀速运动所需的外力F′= N,方向
(3)电阻R上消耗的功率P= W.
(4)外力的功率P′= .
【回答】
导体切割磁感线时的感应电动势;电功、电功率;电磁感应中的能量转化.
【分析】(1)根据右手定则判断感应电流的方向,即可确定等效电源的正负极.
(2)根据E=BLv求出感应电动势,由欧姆定律得出电流强度,即可由公式F=BIL求解安培力的大小,由左手定则判断安培力的方向.再根据平衡条件分析外力的大小和方向.
(3)根据公式P=I2R求解电阻R上消耗的功率.
(4)导体棒ab匀速运动,外力的功率等于整个回路的电功率.
【解答】解:(1)电路abcd中ab棒切割磁感线,产生感应电动势,相当于电源.由右手定则判断可知相当于电源的正极是a端.
(2)感应电动势为:E=BLv=0.1×0.4×10V=0.4V
感应电流为:I==A=0.8A
因为导体杆匀速运动,ab杆所受的安培力与外力平衡,则根据平衡条件得:
F=FA=BIL=0.1×0.8×0.4N=0.032N
由右手定则判断可知,ab中感应电流方向从b→a,由左手定则得知,安培力的方向向左.则外力方向向右.
(3)电阻R上消耗的功率 P=I2R=0.82×0.4W=0.256W
(4)导体棒ab匀速运动,外力的功率等于整个回路的电功率,为 PF=I2(R+Rab)=0.82×(0.4+0.1)W=0.32W
故*为:
(1)ab,a;(2)0.032,向右;(3)0.256;(4)0.32W.
【点评】解答本题的关键要掌握右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、左手定则等电磁感应中常用的规律.
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:填空题