电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图所示，固定于水平面的形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，金属框两平行导轨间距为，金属棒在外力的作用下，沿框架以速度向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为，金属棒的长度为。

1. 电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图所示，固定于水平面的 $\text{[math]}$ 形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为 $\text{[math]}$ ，金属框两平行导轨间距为 $\text{[math]}$ ，金属棒 $\text{[math]}$ 在外力的作用下，沿框架以速度 $\text{[math]}$ 向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为 $\text{[math]}$ ，金属棒 $\text{[math]}$ 的长度为 $\text{[math]}$ 。

(1) 请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒 $\text{[math]}$ 切割磁感应线产生的感应电动势 $\text{[math]}$ ；

(2) 在金属棒产生电动势的过程中，请说明是什么力充当非静电力，并求出这个非静电力所做的功 $\text{[math]}$ 的大小；

(3) 设单位时间内有 $\text{[math]}$ 个电子从 $\text{[math]}$ 端运动到 $\text{[math]}$ 端，求电源的电功率 $\text{[math]}$ 的大小。

【考点】

闭合电路的欧姆定律; 安培力的计算; 导体切割磁感线时的感应电动势; 电磁感应中的能量类问题;

【答案】

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综合题困难

1. 如图所示，已知电源电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ，定值电阻 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：

(1) 开关 $\text{[math]}$ 闭合而 $\text{[math]}$ 断开时电压表的示数；

(2) 开关 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 都闭合时电压表的示数。

综合题普通

2. 如图所示，定值电阻R₀=2Ω，电流表和电压表均为理想电表，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端时，发现电压表变化范围为0~3V，电流表的变化范围为0.75~1.0A．求电源的E和r．

综合题普通

3. 如图所示电路中，电源的电动势E=6V，内阻r=0.6Ω，电阻R₁=6Ω，R₂=4Ω.则：

(1) 图中a，b哪个是电流表?哪个是电压表?

(2) 闭合电键S后a、b的两个电表的示数。

综合题普通