Question

1．如圖所示，電阻R_ab=1Ω的導(dǎo)體ab沿水平光滑導(dǎo)線框向右做勻速運動，線框中接有電阻R=1Ω，線框放在磁感應(yīng)強度B=0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，導(dǎo)體的ab長度l=2m，運動速度v=10m/s．線框的電阻不計．
（1）電路abcd中相當于電源的部分是ab，相當于電源的正極是a端．
（2）使導(dǎo)體ab向右勻速運動所需的外力F=0.2N，方向向右
（3）電阻R上消耗的功率P=1W
（4）外力的功率P′=2W．

Answer 1

分析 （1）切割的部分相當于電源，根據(jù)右手定則確定ab中的電流方向，從而確定哪一端相當于電源的正極．
（2）根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式、歐姆定律和安培力公式求出安培力的大小，結(jié)合左手定則得出安培力的方向，從而得出外力F的大小和方向．
（3）根據(jù)電流的大小，結(jié)合功率的公式求出電阻R上消耗的功率．
（4）根據(jù)外力F的大小，結(jié)合P=Fv求出外力的功率．

解答 解：（1）切割的部分相當于電源，可知電路abcd中相當于電源的部分是ab，根據(jù)右手定則知，ab棒中的電流方向為b到a，可知相當于電源的正極是a端．
（2）安培力的大小為：${F}_{A}=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{{R}_{ab}+R}$=$\frac{0.01×4×10}{2}N=0.2N$，根據(jù)左手定則知，安培力的方向水平向左，根據(jù)平衡知，外力F=F_A=0.2N，方向向右．
（3）電流為：I=$\frac{BLv}{R+{R}_{ab}}=\frac{0.1×2×10}{2}A=1A$
則電阻R上消耗的功率為：P=I²R=1×1W=1W．
（4）外力的功率為：P′=Fv=0.2×10W=2W．
故答案為：（1）ab，a，（2）0.2，向右，（3）1，（4）2．

點評 本題考查了電磁感應(yīng)與電路和力學(xué)的綜合運用，知道切割部分相當于電源，掌握切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式、安培力公式和歐姆定律，并能靈活運用．