Question

如图所示，水平放置的导体框架，宽L=0.50m，接有电阻R=2Ω，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感应强度B=0.40

如图所示，水平放置的导体框架，宽L=0.50m，接有电阻R=2Ω，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感应强度B=0.40T．一导体棒ab垂直框边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动，框架的电阻不计，质量m=2kg．导体棒ab的电阻为r=0.5Ω．当ab以v=5.0m/s的速度向右匀速滑动时，求：（1）a、b两点间电势差的大小，哪点电势高？（2）维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小．（3）若将外力F突然撤掉，电阻R上能产生多少焦耳热？．

Answer 1

（1）根据法拉第电磁感应定律：E=BLv=1.0V                                
根据欧姆定律：U_ab=

R

R+r

E                       
得：U_ab=0.8V                        
由右手定则知电流由a流向b，故b点电势高；                         
（2）根据闭合电路欧姆定律：I=

E

R+r

=

1.0

2+0.5

=0.4A                                   
安培力：F=BIL=0.40×0.4×0.50=0.08N；                                
（3）根据能量的转化与守恒：Q=

1

2

mv²=25J                                  
Q_R=

R

R+r

Q=20J     
答：（1）a、b两点间电势差的大小为0.8V，b点电势高；
（2）维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小为0.08N．
（3）若将外力F突然撤掉，电阻R上能产生20J．