Question

如圖所示，U形導線框MNQP水平放置在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場中，磁感線方向與導線框所在平面垂直，導線MN和PQ足夠長，間距為0.5m，橫跨在導線框上的導體棒ab的電阻r＝1.0Ω，接在NQ間的電阻R=4.0g，電壓表為理想電表，其余電阻不計．若導體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m／s向左做勻速直線運動，不計導體棒與導線框間的摩擦．

(1)通過電阻及的電流方向如何?

(2)電壓表的示數為多少?

(3)若某一時刻撤去水平外力，則從該時刻起，在導體棒運動1.0m的過程中，通過導體棒的電荷量為多少?

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）由右手定則可判斷，導體棒中的電流方向為b→a，則通過電阻R的電流方向為N→Q （2）由感應電動勢的公式，得    ① 設電路中的電流為I，由閉合電路歐姆定律，得    ② 又電壓表的示數等于電阻R兩端的電壓值，則有 U=IR  ③ 綜合①②③式，得    ④ 代入數值，得  U=0.16V  ⑤ （3）撤去水平外力后，導體棒將在安培力的作用下，做減速運動.設在導體棒運動x=1,0m的過程中，導體棒中產生的感應電動勢的平均值為， 由法拉第電磁感應定律，得  ⑥ 由閉合電路歐姆定律，得    ⑦ 設通過導體棒的電荷量為Q，則有    ⑧ 綜合⑥、⑦、⑧式，和    ⑨ 代入數值，得  Q=2.0×10－2  ⑩

提示：