Question

如图所示，在磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中，有一竖直放置的导体框架，框架宽l=0.4m，框架上端的电阻 R=0.9Ω，磁场方向垂直于框架平面．阻值r=0.1Ω的导体棒ab沿框架向下以v=5m/s速度做匀速运动，不计框架电阻及摩擦．问：
（1）通过ab棒的电流是多大？方向如何？
（2）ab受到的安培力是多大？
（3）这个过程中能量是怎样转化的？

Answer 1

分析：（1）根据切割产生的感应电动势大小公式E=Blv求出感应电动势的大小．由闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小，运用右手定则判断感应电流的方向．
（2）求出感应电流后，由公式F=BIl求出安培力的大小．
（3）导体棒的高度下降，重力势能减小；匀速运动，动能不变，由于电磁感应产生的电能是由重力势能转化而来．

解答：解：（1）导体棒ab垂直切割磁感线，产生的感应电动势大小为：
 E=Blv=0.5×0.4×5V=1 V ①
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+r

=

1

0.9+0.1

A=1A ②
根据右手定则判断得知，ab棒的电流方向由a到b．
（2）导体ab所受的安培力：
 F=BIl=0.5×1×0.4N=0.2 N ③
（3）导体棒的重力势能转化为电能，再转化为内能．
答：（1）通过ab棒的电流是1A，方向由a到b．
（2）ab受到的安培力是0.2N．
（3）这个过程中能量是导体棒的重力势能转化为电能，再转化为内能．

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，难度较小．