Question

如图4-3-6所示，在磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场中放一半径r₀=50 cm的圆形导轨，上面有四根导体棒，一起以角速度ω=10³ rad/s，沿逆时针方向匀速运动，圆导轨边缘与圆心处通过电刷与外电路连接，若每根导体棒的有效电阻R₀=0.4 Ω，外接电阻?R=3.9 Ω，求：

图4-3-6

（1）每根导体棒产生的感应电动势；

（2）当开关S接通和断开时两电表的读数.（R_V→∞，R_A→0）

Answer 1

思路解析：（1）每根导体棒产生的感应电动势

E=BL V=50 V.

（2）四根导体棒一起转动时，每根棒中产生的感应电动势都相同，相当于四个相同的电源并联，其总电动势为E=E₁=50 V，总内阻为r=R₀=0.10 Ω

当S断开时，外电路开路，电流表的读数为零，电压表的读数等于电源的电动势为50 V.

当S接通时，电路总电阻R′=r+R=(0.1+3.9) Ω=4 Ω，电流I= A=12.5 A，即电流表示数为12.5 A.此时电压表示数为R两端电压，U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V.

答案：（1）50 V  （2）S接通时，I_A=12.5 A,U_V=48.75 V；S断开时，I_A=0,U_V=50 V.