Question

如图所示，一水平放置的平行导体框架宽度L=0.5m，接有电阻R=0.20Ω，磁感应强度B=0.40T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，仅有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体ab电阻不计，当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时．试求：                                                                                                    

（1）导体ab上的感应电动势的大小．                                                                            

（2）要维持ab向右匀速运行，作用在ab上的水平力为多大？                                        

（3）电阻R上产生的焦耳热功率为多大？                                                                      

                                                                   

                                                                                                                                       

Answer 1

（1）导体ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小：

E=BLv=0.40×0.50×4.0 V=0.80 V  ①

（2）导体ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得回路电流：

I== A=4.0 A  ②

导体ab所受的安培力：

F=BIL=0.40×4.0×0.50 N=0.80 N  ③

由于ab匀速运动，所以水平拉力：

F′=F=0.80 N  ④

（3）R上的焦耳热功率：

P=I²R=4.0²×0.20 W=3.2 W  ⑤

答：（1）导体ab上的感应电动势的大小为0.80V．

（2）要维持ab向右匀速运行，作用在ab上的水平力为0.80N．

（3）电阻R上产生的焦耳热功率为3.2W．