Question

如图16-2-4所示，水平放置一矩形导体框，细棒ab可在框上自由移动，整个装置处在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中，磁场方向与水平面成30°角，ab长0.2 m，电阻为0.1 Ω,其余部分电阻不计，棒在水平力作用下以2 m/s的速率匀速向右运动，求力F的大小及力F做功的机械功率.

图16-2-4

Answer 1

解析：棒ab产生的感应电动势

    E=(Bsin30°)Lv=0.4×0.5×0.2×2 V=0.08 V

    通过棒的感应电流

    I==0.8 A

    棒所受安培力大小

    F_安=BIL=0.4×0.8×0.2 N=6.4×10^-2 N

    方向与B垂直指向左上方.

    由棒匀速运动知，水平方向合力为零，从而水平拉力

    F=F_安cos60°=6.4×10^-2×0.5 N=3.2×10^-2 N

    力F做功的机械功率

    P_F=Fv=3.2×10^-2×2 W=6.4×10^-2 W.

答案：F=3.2×10^-2 N      P=6.4×10^-2 W