题目内容

9.如图所示,是一个水平放置的导体框架,宽度L=1.50m,接有电阻R=0.20Ω,设匀强磁场和框架平面垂直,磁感应强度B=0.40T,方向如图.今有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框滑动,框架及导体ab电阻均不计,当ab以v=4.0m/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)回路上感应电流的大小
(3)要维持ab作匀速运动,求外力多大?

分析 (1)由E=BLv求出感应电动势;
(2)由楞次定则可求得感应电流的大小;
(3)由安培力公式求出安培力,由平衡条件求出外力;

解答 解:(1)根据法拉第电磁感应定律,ab棒中的感应电动势为
E=BLv=0.4×1.5×4=2.4V;
(2)感应电流大小为:I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2.4}{0.20}$A=12A,
(3)ab所受的安培力:F安=BIL=0.4×12×1.5=7.2N,
ab棒匀速运动处于平衡状态,由平衡条件得:F=F安=7.2N
答:(1)闭合回路中感应电动势的大小是2.4V;
(2)回路中感应电流的大小是12A;
(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小是7.2N.

点评 本题考查了求感应电动势、外力、判断金属棒的运动性质,应用E=BLv、安培力公式等进行分析,根据平衡条件即可求得外力的大小.

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