Question

8．如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω，框架左端的电阻R=0.4Ω，垂直框面的匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，当用外力F使棒ab以速度v=5m/s匀速右移时，ab两端的电势差U_ab=0.16V，拉力F的功率P_F=0.08W．

Answer 1

分析 棒向右运动垂直切割磁感线，根据公式E=BLv求出感应电动势，根据欧姆定律求解通过ab棒的电流I．ab棒两端的电势差等于R两端的电压，根据平衡条件求解拉力大小，再根据P=Fv求解拉力功率．

解答 解；根据法拉第电磁感应定律可得ab棒中产生的感应电动势为：
E=Blv=0.1×0.4×5V=0.2V
根据闭合电路的欧姆定律可得通过ab棒的电流为：
I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{0.2}{0.4+0.1}$A=0.4A
所以ab棒两端的电势差为：
U_ab=IR=0.4×0.4V=0.16V
根据平衡条件可得拉力为：
F=BIl=0.1×0.4×0.4N=0.016N
故拉力F 的功率为：
P_F=Fv=0.016×5W=0.08W．
故答案为：0.16，0.08．

点评 本题关键要掌握感应电动势公式E=BLv、欧姆定律、功率公式等等电磁感应基本知识，即可正确解题．求ab间电势差时要注意，金属棒是电源，ab间电势差是路端电压，不是感应电动势，也不是内电压．