Question

如图，是一个水平放置的导体框架．宽度L﹦1.00m，接有电阻R﹦0.50Ω，磁感应强度B﹦0.40T，方向如图所示，今有导体棒ab横放在框架上，并能无摩擦地沿擦地滑动，框架及导体棒ab的电阻不计，当ab以V﹦4.0m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
（1）导体棒ab上的感应电动势E的大小．
（2）电路中感应电流I的大小．
（3）要维持棒ab匀速运动，外力F应为多大．

Answer 1

分析：（1）根据切割产生的感应电动势大小公式求出电动势的大小．
（2）根据闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小，
（3）从而求出安培力的大小，通过平衡求出作用在ab上的水平力大小．

解答：解：（1）导体ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小：
E=BLv=0.40×1.00×4.0 V=1.60V…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=

E

R

=

1.60

0.5

A=3.2A… ②
（3）导体ab所受的安培力：
F=BIL=0.40×3.2×1.00 N=1.28N…③
由于ab匀速运动，所以水平拉力：
F′=F=1.28N…④
答：（1）导体ab上的感应电动势的大小为1.60V．
（2）电路中感应电流I的大小为3.2A．
（3）要维持棒ab匀速运动，外力F应为1.28N．

点评：本题考查切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律、安培力大小公式等知识点，难度中等．