Question

13．如圖所示，在磁感應強度為0.5T的勻強磁場中，讓長0.2m的導體棒MN在無摩擦的框架上以5m/s的速度向右勻速運動，電阻R₁=R₂=2Ω，其他導體的電阻不計．則外力做功的功率有多大？感應電流的功率有多大？在R₁和R₂上消耗的功率有多大？檢驗一下：其中的能量轉化是否滿足守恒定律？

Answer 1

分析 由公式E=BLv求出電動勢，根據(jù)歐姆定律求解感應電流，由F=BIl求解力，由P=Fv求解外力的功率；由P=IE知感應電流的功率；然后由電功率公式求出R₁消耗的電功率．

解答 解：導體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢：
E=BLv=0.5×0.2×5=0.5V，
兩電阻并聯(lián)，電路總電流：I=2$\frac{E}{{R}_{1}}$=2×$\frac{0.5}{2}$=0.5A；
F=F_安=BIL=0.5×0.5×0.2=0.05N
由P=Fv知：P=0.05×5W=0.25W
由P=IE知感應電流的功率為：P=0.5×0.5W=0.25W
R₁的電功率為：P₁=I₁²R₁=0.25²×2=0.125W；
由此知F做功等于電能的增加量，故滿足能量守恒定律．
答：外力做功的功率0.25W；感應電流的功率有0.25W；在R₁和R₂上消耗的功率各為0.25W；由此知F做功等于電能的增加量，故滿足能量守恒定律．

點評 該題考查了電磁感應與電路、電學的基礎知識，基礎是識別電路的結構．對于這些基礎知識，要加強理解和應用，平時練習不可忽視．