Question

2．如图所示，长度L=0.4m，电阻R_ab=0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动．运动速度v=5m/s．线框中接有R=0.4Ω的电阻．整个空间有磁感应强度B=0.1T的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面．其余电阻不计．
（1）电路abcd中哪部分相当于电源；哪端相当于电源的正极？
（2）导体ab两端电压为多大？
（3）电阻R上的电功率多大？

Answer 1

分析 （1）根据电磁感应现象，即可判定哪部分相当于电源，再由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，再由U=IR，即可求解．
（3）根据公式P=I²R求解电阻R上消耗的功率．

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=0.1×0.4×5V=0.2V
感应电流为：I=$\frac{E}{R+{R}_{ab}}$=$\frac{0.2}{0.4+0.1}$=0.4A；
根据U=IR_ab=0.4×0.4=0.16V．
（3）电阻R上消耗的功率 P=I²R=0.4²×0.4W=0.064W
答：（1）电路abcd中ab部分相当于电源；a端相当于电源的正极；
（2）导体ab两端电压为0.16V；
（3）电阻R上的电功率0.064W．

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．