Question

如圖所示，寬為0.5m的光滑水平金屬框架固定在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B=0.80T的勻強磁場中，框架左端連接一個R=0.4Ω的電阻，框架上面置一電阻r=0.1Ω的金屬導(dǎo)體ab，ab長為0.5m．a(chǎn)b始終與框架接觸良好且在水平恒力F作用下以v=1.25m/s的速度向右勻速運動（設(shè)水平金屬框架足夠長．軌道電阻及接觸電阻忽略不計）．
（1）試判斷金屬導(dǎo)體ab兩端哪端電勢高；
（2）求通過金屬導(dǎo)體ab的電流大小：
（3）求水平恒力F對金屬導(dǎo)體ab做功的功率．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)右手定則判斷出金屬導(dǎo)體中的電流方向，從而確定a、b兩端電勢的高低．
（2）根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式結(jié)合閉合電路歐姆定律求出金屬導(dǎo)體ab中的電流大�。�
（3）根據(jù)平衡知水平恒力等于安培力，求出安培力的大小，根據(jù)P=Fv求出水平恒力F對金屬導(dǎo)體ab做功的功率．

解答：解：（1）根據(jù)右手定則知，ab棒中的感應(yīng)電流方向為b到a，ab棒相當于電源，所以a端的電勢高．
（2）因為電動勢E=BLv，
則電流I=

E

R+r

=

BLv

R+r

=

0.8×0.5×1.25

0.5

A=1A．
（3）因為水平恒力等于安培力，即F=F_A=BIL=0.8×1×0.5N=0.4N
則P=Fv=0.4×1.25W=0.5W．
答：（1）a端的電勢高．
（2）通過金屬導(dǎo)體ab的電流大小為1A．
（3）水平恒力F對金屬導(dǎo)體ab做功的功率為0.5W．

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，以及掌握切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式．