15.如圖所示,一水平放置的平行導體框寬度L=0.5m,接有R=0.2Ω的電阻,磁感應強度B=0.4T的勻強磁場垂直導軌平面方向向下,現(xiàn)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=4.0m/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及感應電流的方向;
(2)要維持ab向右勻速運動,作用在ab上的水平外力大小為多少?

分析 (1)根據(jù)切割產(chǎn)生的感應電動勢大小公式E=BLv求出感應電動勢的大;由右手定則判斷感應電流的方向;
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律求出感應電流的大小,由安培力公式求得安培力,由平衡關系可知拉力大小.

解答 解:(1)導體棒垂直切割磁感線,產(chǎn)生的感應電動勢大小為:
E=BLv=0.4×0.5×4V=0.8V
由右手定則知感應電流的方向由b向a.
(2)導體棒ab相當于電源,由閉合電路歐姆定律得體ab上感應電流為:
I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.8}{0.2}$A=4.0A
導體受到的安培力:
FA=BIL=0.4×4×0.5=0.8N;
則拉力為:F=FA=0.8N;
答:(1)導體ab上的感應電動勢的大小為0.80V,感應電流的方向由b向a;
(2)維持勻速運動的拉力為0.8N.

點評 本題是簡單的電磁感應問題,關鍵掌握切割產(chǎn)生的感應電動勢公式、右手定則、閉合電路歐姆定律等知識點,并能正確應用.

練習冊系列答案
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