(2011?江門(mén)一模)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.6T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,長(zhǎng)為0.5m、電阻為1Ω的導(dǎo)體棒ab放置在水平的光滑金屬框上,如圖所示.導(dǎo)體棒ab在外力作用下以10m/s的速度向右勻速滑動(dòng),已知電容C=2μF,電阻R1=5Ω,其余電阻忽略不計(jì),求:
(1)ab棒哪端的電勢(shì)高?ab棒中的電動(dòng)勢(shì)的大?
(2)為使ab棒勻速運(yùn)動(dòng),外力的大小及其機(jī)械功率?
(3)電容器的電量?
分析:(1)注意右手定則判斷的感應(yīng)電流方向是電源內(nèi)部電流方向,從電源的負(fù)極流向電源的正極,根據(jù)E=BLv可以求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大。
(2)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)外力大小等于安培力大小,外力功率等于安培力的功率,據(jù)此可以求出外力的大小及機(jī)械功率.
(3)電容器兩端電壓和電阻R1兩端電壓相等,根據(jù)Q=CU可以求出電容器的電量.
解答:解:(1)由右手定則可知ab中電流從b流向a,電源內(nèi)部電流從負(fù)極流向正極,故a端電勢(shì)高,
電動(dòng)勢(shì)為:E=BLv=0.6×0.5×10=3V.
故a端電勢(shì)高,ab棒中的電動(dòng)勢(shì)大小為3V.
(2)導(dǎo)體棒所受安培力為:
F=BIL        ①
 E=BLV              ②
I=
E
R1+r
=
3
5+1
=0.5A
  ③
F=F           ④
P=Fv              ⑤
聯(lián)立以上各式得F=0.15N,P=1.5W.
故外力的大小F=0.15N,外力功率為P=1.5W.
(3)電容器的帶電量為:Q=CU
電容器兩端的電壓為:U=I?R1=
BLV
R+r
R1=2.5V

解得:Q=5×10-6C.
故電容器的電量為:Q=5×10-6C.
點(diǎn)評(píng):該題考查了電磁感應(yīng)與電路、功能相結(jié)合的基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)于這些基礎(chǔ)知識(shí),要加強(qiáng)理解和應(yīng)用,平時(shí)練習(xí)不可忽視.
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