Question

如圖所示，邊長L＝0.20m的正方形導線框ABCD由粗細均勻的同種材料制成，正方形導線框每邊的電阻R₀＝1.0Ω，金屬棒MN與正方形導線框的對角線長度恰好相等，金屬棒MN的電阻r＝0.20Ω。導線框放置在勻強磁場中，磁場的磁感應強度B＝0.50T，方向垂直導線框所在平面向里。金屬棒MN與導線框接觸良好，且與導線框對角線BD垂直放置在導線框上，金屬棒上的中點始終在BD連線上。若金屬棒以v＝4.0m/s的速度向右勻速運動，當金屬棒運動至AC位置時，求：
（1）金屬棒產生的電動勢大小；
（2）金屬棒MN上通過的電流大小和方向；
（3）導線框消耗的電功率。

Answer 1

解：（1）金屬棒產生的電動勢大小為：E＝BLv＝0.4V≈0.57V
（2）金屬棒運動到AC位置時，導線框左、右兩側電阻并聯，其并聯電阻大小為R_并＝1.0Ω
根據閉合電路歐姆定律I＝≈0.48A
根據右手定則判定，電流方向從N到M
（3）導線框的功率為：P_框＝I²R_并≈0.23W