Question

如圖所示，一水平放置的平行導體框寬度L＝0.5 m，接有R＝0.2 Ω的電阻，磁感應強度B＝0.4 T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＝4.0 m/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

(1) 右手定則知感應電流的方向由b向a. (2) 水平拉力F′＝F＝0.8 N，方向水平向右(3) 3.2 W

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＝0.8V，

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＝0.8N，

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.