Question

如圖所示，邊長L=0.20 m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=1.0 Ω，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=0.20 Ω。導線框放置在勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0.50 T，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，且與導線框的對角線BD垂直放置在導線框上，金屬棒的中點始終在BD連線上。若金屬棒以v=4.0 m/s的速度向右勻速運動，當金屬棒運動至AC的位置時，求（計算結果保留兩位有效數字）：

（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=0.56 V。

（2）金屬棒運動到AC位置時，導線框左、右兩側電阻并聯，其并聯電阻為：

R_并=1.0 Ω,根據閉合電路歐姆定律I==0.47 A

根據右手定則，電流方向從N到M。

（3）導線框消耗的電功率為：P_框=I²R_并=0.22 W。