Question

【题目】如图所示，宽为0.5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=0.80T的匀强磁场中，框架左端连接一个R=0.4Ω的电阻，框架上面置一电阻r=0.1Ω的金属导体ab，ab长为0.5m．ab始终与框架接触良好且在水平恒力F作用下以v=1.25m/s的速度向右匀速运动（设水平金属框架足够长．轨道电阻及接触电阻忽略不计）．

（1）试判断金属导体ab两端哪端电势高；
（2）求通过金属导体ab的电流大小：
（3）求水平恒力F对金属导体ab做功的功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：根据右手定则知，ab棒中的感应电流方向为b到a，ab棒相当于电源，所以a端的电势高．

答：a端的电势高．

（2）解：因为电动势E=BLv，

则电流I= ．

答：通过金属导体ab的电流大小为1A．

（3）解：因为水平恒力等于安培力，即F=FA=BIL=0.8×1×0.5N=0.4N

则P=Fv=0.4×1.25W=0.5W．

答：水平恒力F对金属导体ab做功的功率为0.5W．

【解析】（1）根据右手定则判断出金属导体中的电流方向，从而确定a、b两端电势的高低．（2）根据切割产生的感应电动势公式结合闭合电路欧姆定律求出金属导体ab中的电流大小．（3）根据平衡知水平恒力等于安培力，求出安培力的大小，根据P=Fv求出水平恒力F对金属导体ab做功的功率．