Question

【題目】如圖所示，一水平放置的平行導(dǎo)體框?qū)挾?/span>L=0.5m，接有R=0.2Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面方向向下，現(xiàn)有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上，并能無(wú)摩擦地沿框架滑動(dòng)，框架及導(dǎo)體棒ab電阻不計(jì)，當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，試求：

（1）導(dǎo)體棒ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小及感應(yīng)電流的方向；

（2）要維持ab向右勻速運(yùn)動(dòng)，作用在ab上的水平外力為多少？方向怎樣？

（3）電阻R上產(chǎn)生的熱功率多大？

Answer 1

【答案】（1）0.8V；從b到a（2）0.8N；向右（3）3.2W

【解析】(1)導(dǎo)體棒ab垂直切割磁感線，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小為

E＝BLv＝0.4×0.5×4.0 V＝0.8 V，

由右手定則知感應(yīng)電流的方向由b向a.

(2)導(dǎo)體棒ab相當(dāng)于電源，由閉合電路歐姆定律得

回路電流I＝＝A＝4.0 A，

導(dǎo)體棒ab所受的安培力

F＝BIL＝0.4×0.5×4.0 N＝0.8 N，

由左手定則知其方向水平向左．

ab勻速運(yùn)動(dòng)，所以水平拉力F′＝F＝0.8 N，方向水平向右．

(3)R上的熱功率：P＝I2R＝4.02×0.2 W＝3.2 W.