Question

如圖所示，一水平放置的平行導體框架寬度L=0．5 m，接有電阻R=0．20 Ω，磁感應強度B=0．40 T的勻強磁場垂直導軌平面方向向下，僅有一導體棒ab跨放在框架上，并能無摩擦地沿框架滑動，框架及導體ab電阻不計，當ab以v=4．0 m/s的速度向右勻速滑動時。試求：

（1） 導體ab上的感應電動勢的大小。

（2） 要維持ab向右勻速運行，作用在ab上的水平力為多大？

（3） 電阻R上產生的焦耳熱功率為多大？

Answer 1

（1）0．80 V  （2）0．80 N  （3）3．2 W

解析:

（1） 導體ab垂直切割磁感線，產生的電動勢大小

E=BLv=0．40×0．50×4．0 V=0．80 V          ①        （3分）

（2） 導體ab相當于電源，由閉合電路歐姆定律得回路電流：

                    ②                          

導體ab所受的安培力：F=BIL=0．40×4．0×0．50 N=0．80 N  ③

由于ab勻速運動，所以水平拉力：F′=F=0．80 N  ④      （3分）

（3） R上的焦耳熱功率：P=I²R=4．0²×0．20 W=3．2 W  ⑤    （3分）