如图所示,一水平放置的平行导体框架宽度L=0.5m,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=0.5m,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... 如图所示,一水平放置的平行导体框架宽度L=0.5m,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ab上的感应电动势的大小.(2)要维持ab向右匀速运行,作用在ab上的水平力为多大?(3)电阻R上产生的焦耳热功率为多大? 展开
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(1)导体ab垂直切割磁感线,产生的电动势大小:
E=BLv=0.40×0.50×4.0 V=0.80 V  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+r
=
0.80
0.20
 A=4.0 A  ②
导体ab所受的安培力:
F=BIL=0.40×4.0×0.50 N=0.80 N  ③
由于ab匀速运动,所以水平拉力:
F′=F=0.80 N  ④
(3)R上的焦耳热功率:
P=I 2 R=4.0 2 ×0.20 W=3.2 W  ⑤
答:(1)导体ab上的感应电动势的大小为0.80V.
(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.
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