Question

如图所示，水平U形光滑框架，宽度L=1m，电阻R=0.4Ω，导体棒ab的质量m=0.5kg，电阻r=0.1Ω，匀强磁场的磁感应强度B=0.4T，方向垂直框架向上，其余电阻不计．现用一水平拉力F由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达到2m/s时，求：
（1）ab棒产生的感应电动势的大小；
（2）ab棒所受安培力的大小和方向；
（3）ab棒两端的电压．

Answer 1

分析：导体棒在恒力作用下切割磁感线产生感应电动势，从而产生感应电流．由右手定则可确定安培力的方向，再由闭合电路殴姆定律可求出棒的两端电压．

解答：解：（1）导体棒切割磁感线产生的电动势E=BLv=0.8V 
（2）由闭合电路的殴姆定律：I=

E

R+r

=

0.8

0.5

=1.6A
则安培力大小：F_安=BIL=0.64N                方向：向左   
（3）棒两端的电压：U=IR=1.6×0.4=0.64V

点评：导体杆在运动过程中，安培力随着速度增加而变大，当匀速时正好处于平衡状态．由法拉第电磁感应定律与闭合电路殴姆定律可求出安培力的大小．