Question

如图所示，一水平放置的平行导体框架宽度L=0.50m，接有电阻R=0.20Ω，磁感应强度B=0.40T的匀强磁场垂直导

如图所示，一水平放置的平行导体框架宽度L=0.50m，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，框架及导体棒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）导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向．（2）要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平拉力为多大？（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，产生的感应电动势大小：
  E=BLv=0.40×0.50×4.0V=0.80V  ①
由右手定则可知ab上感应电流的方向b→a
（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

=

0.80

0.20

A=4.0A  ②
导体ab所受的安培力：
  F=BIL=0.40×4.0×0.50N=0.80N  ③
由于ab匀速运动，所以水平拉力：
  F′=F=0.80N ④
（3）R上的焦耳热功率：
  P=I²R=4.0²×0.20W=3.2W ⑤
答：（1）导体ab上的感应电动势的大小为0.80V，感应电流的方向为b→a．
（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．