题目内容

【题目】如图所示,在水平面内固定两条光滑水平导轨,导轨右端连接一阻值为R=2Ω的电阻,两导轨之间相距为d=3m,一长为l=4m的均匀导体棒PQ垂直导轨放在导轨上,导体棒的电阻r=4/3Ω。整个装置放置在竖直向下的无界匀强磁场中,B=1T,在水平向右的拉力F作用下水平向右匀速运动,已知v=1m/s。

(1)求导体棒PQ的感应电动势多大?

(2)求水平拉力的功率多大?

(3)求导体棒PQ两端的电压多大?

【答案】(1)4V(2)2.7W(3)1.8V

【解析】

(1)由公式E=BLv求解感应电动势;

(2)根据公式P=Fv求解水平拉力的功率,其中水平拉力等于安培力;

(3)由闭合电路欧姆定律求解PQ两端的电压。

(1)导体棒PQ切割磁感线,由公式E=BLv=

(2)导体棒接入电路中的长度为d,产生的电动势为E=Bdv=3V

感应电流为:

导体棒受到的安培力为:

由于导体棒匀速运动,则有:

所以拉力功率为:

(3)由闭合电路欧姆定律可知,导体棒两端的电压U=

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