题目内容
(09年济南市期末)(8分)如图所示,一水平放置的平行导体框架宽度L=0.5 m,接有电阻R=0.20 Ω,磁感应强度B=0.40 T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=4.0 m/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?
解析:(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分)
(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)=4.0 A ②(1分)
导体ab所受的安培力:
F=BIL=0.40×4.0×0.50 N=0.80 N ③(1分)
由于ab匀速运动,所以水平拉力:
F′=F=0.80 N ④(2分)
(3) R上的焦耳热功率:
P=I2R=4.02×0.20 W=3.2 W ⑤(2分)
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