Question

如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，有一豎直放置的導(dǎo)體框架，框架寬l=0.4m，框架上端的電阻 R=0.9Ω，磁場方向垂直于框架平面．阻值r=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab沿框架向下以v=5m/s速度做勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)框架電阻及摩擦．問：
（1）通過ab棒的電流是多大？方向如何？
（2）ab受到的安培力是多大？
（3）這個(gè)過程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小公式E=Blv求出感應(yīng)電動(dòng)勢的大小．由閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流的大小，運(yùn)用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向．
（2）求出感應(yīng)電流后，由公式F=BIl求出安培力的大�。�
（3）導(dǎo)體棒的高度下降，重力勢能減��；勻速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電能是由重力勢能轉(zhuǎn)化而來．

解答：解：（1）導(dǎo)體棒ab垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為：
 E=Blv=0.5×0.4×5V=1 V ①
導(dǎo)體ab相當(dāng)于電源，由閉合電路歐姆定律得回路電流：
 I=

E

R+r

=

1

0.9+0.1

A=1A ②
根據(jù)右手定則判斷得知，ab棒的電流方向由a到b．
（2）導(dǎo)體ab所受的安培力：
 F=BIl=0.5×1×0.4N=0.2 N ③
（3）導(dǎo)體棒的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
答：（1）通過ab棒的電流是1A，方向由a到b．
（2）ab受到的安培力是0.2N．
（3）這個(gè)過程中能量是導(dǎo)體棒的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

點(diǎn)評(píng)：本題考查切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢公式、閉合電路歐姆定律、安培力大小公式等知識(shí)點(diǎn)，難度較�。�