Question

【題目】如圖所示，一水平放置的平行導體框寬度L=0.5m，接有R=0.2Ω的電阻，磁感應強度B=0.4T的勻強磁場垂直導軌平面方向向下，現有一導體棒ab跨放在框架上，并能無摩擦地沿框架滑動，框架及導體棒ab電阻不計，當ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時，試求：

（1）導體棒ab上的感應電動勢的大小及感應電流的方向；

（2）要維持ab向右勻速運動，作用在ab上的水平外力為多少？方向怎樣？

（3）電阻R上產生的熱功率多大？

Answer 1

【答案】（1）0.8V；從b到a（2）0.8N；向右（3）3.2W

【解析】(1)導體棒ab垂直切割磁感線，產生的電動勢大小為

E＝BLv＝0.4×0.5×4.0 V＝0.8 V，

由右手定則知感應電流的方向由b向a.

(2)導體棒ab相當于電源，由閉合電路歐姆定律得

回路電流I＝＝A＝4.0 A，

導體棒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勻速運動，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.