Question

11．如圖所示，PQNM是由粗裸導(dǎo)線連接兩個定值電阻組合成的閉合矩形導(dǎo)體框，水平放置，光滑的金屬棒ab與PQ、MN垂直，且接觸良好．整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中，磁感強度B=0.4T．已知ab接入到電路的有效長度為L=0.5m，電阻R₁=3Ω，R₂=6Ω，其余電阻均忽略不計，若使ab以v=5m/s的速度向右勻速運動．
（1）作用于ab的外力大小為多少？
（2）R₁上消耗的電熱功率為多大？

Answer 1

分析 （1）由E=BLv可以求出感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求出感應(yīng)電流，然后由安培力公式求出安培力，再由平衡條件求出外力大��；
（2）由閉合電路歐姆定律結(jié)合電熱功率公式求出電熱功率．

解答 解：（1）ab棒向右運動產(chǎn)生的電動勢為：E=BLv=0.4×0.5×5V=1V     
電路的總電阻為：R=$\frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1}+{R_2}}}$=$\frac{3×6}{3+6}$Ω=2Ω                        
通過ab棒的電流為：I=$\frac{E}{R}$=0.5A                                    
作用于ab棒的外力為：F=BIL=0.1N                                 
（2）R₁消耗的電功率為：P₁=$\frac{{E}^{2}}{{R}_{1}}$=0.33W（或 $\frac{1}{3}$W ）               
答：1）作用于ab的外力大小為0.1N；
（2）R₁上消耗的電熱功率為0.33W．

點評 本題考查了求電動勢、安培力、電功率問題，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式、電熱功率公式即可正確解題．