如图4-4-22所示,一水平放置的平行导体框宽度L=0.5m,接有R=0.2Ω的电阻,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下,现有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿

◎ 题目

如图4-4-22所示,一水平放置的平行导体框宽度L=0.5 m,接有R=0.2 Ω的电阻,磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下,现有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体棒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)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向;
(2)要维持ab向右匀速运动,作用在ab上的水平外力为多少?方向怎样?
(3)电阻R上产生的热功率多大?

◎ 答案

(1)0.8 V 由b向a ;(2)0.8 N 水平向右;(3)3.2 W

◎ 解析

(1)导体棒ab垂直切割磁感线,产生的电动势大小为
E=BLv=0.4×0.5×4.0 V=0.8 V,
由右手定则知感应电流的方向由b向a.
(2)导体棒ab相当于电源,由闭合电路欧姆定律得
回路电流I= A=4.0 A,
导体棒ab所受的安培力
F=BIL=0.4×0.5×4.0 N=0.8 N,
由左手定则知其方向水平向左.
ab匀速运动,所以水平拉力F′=F=0.8 N,方向水平向右.
(3)R上的热功率:P=I2R=4.02×0.2 W=3.2 W.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图4-4-22所示,一水平放置的平行导体框宽度L=0.5m,接有R=0.2Ω的电阻,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下,现有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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