Question

如图所示，一水平放置的平行导体框的宽度L=0.5m，左端接有R=0.2Ω的电阻，磁感应强度大小B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面向下，现有一导体棒ab垂直跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体ab的电阻不计，当导体棒ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时．则：
（1）导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向分别为如何？
（2）要维持导体棒ab向右匀速运行，作用在导体棒ab上的水平外力为多少？方向怎样？
（3）电阻R上产生的热功率为多大？

Answer 1

（1）导体棒垂直切割磁感线，
产生的感应电动势大小为：E=BLv=0.8V；
由右手定则知感应电流的方向由b向a．
（2）导体棒ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得回路中的电流为：
I=

E

R

=

0.8

0.2

═4A，
导体棒ab所受的安培力F=BIL=0.8N，
由左手定则知其方向水平向左；
导体棒ab匀速运动，所以水平拉力F′=F=0.8N，方向水平向右．
（3）电阻R上的热功率：P=I²R=4.0²×0.2W=3.2W．　
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．