Question

一道物理电磁感应的题。急急急~~

如图所示，光滑的水平金属框架固定在方向竖直向下的匀强磁场中，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，金属导体长为0.5
m。两端恰与框架接触，且接触良好。金属导体在F＝0.4N的水平恒力作用下由静止开始向右运动，电阻R上消耗的最大电功率为P＝0.4W。（设水平金属框架足够长，电阻不计。）
（1）试判断金属导体a、b两端电势高低。
（2）金属导体ab的最大速度。
（3）求匀强磁场的磁感应强度。

Answer 1

1. 电阻R上消耗的最大电功率为P＝0.4W，即P=I²R,可求得I=1A，而电源电动势E=BLV=I(R+r)=1A×(0.4+0.1)=0.5V。即电流最大的时候，此时的电动势最大。也就是金属棒ab速度最大的时候。拉力F(拉)与安培力F（安）=BIL相等的时候。由右手定则（掌心穿过磁感线，大拇指方向为运动方向，则四指方向为感应电流的方向）可知，电流从b流向a，所以a的电势比b的高。

2. 由F(安）=BIL可计算出B,因为F(拉)=F(安）＝0.4N，B=F(安）/IL，B=0.4/(1×0.5)=0.8T。

   由E=BLV，V=E/BL=0.5/(0.8×0.5)=1.25m/s。即最大速度为1.25m/s,磁感应强度为0.8T。

Answer 2

1.a电势高于b
2.p=i*i*r=0.4w 得到i=
U=IR=BLV F=BIL 得到 B和v
3.见2