Question

【題目】如圖所示,在水平面內固定兩條光滑水平導軌，導軌右端連接一阻值為R=2Ω的電阻,兩導軌之間相距為d=3m，一長為l=4m的均勻導體棒PQ垂直導軌放在導軌上，導體棒的電阻r=4/3Ω。整個裝置放置在豎直向下的無界勻強磁場中，B=1T，在水平向右的拉力F作用下水平向右勻速運動，已知v=1m/s。

(1)求導體棒PQ的感應電動勢多大？

(2)求水平拉力的功率多大？

(3)求導體棒PQ兩端的電壓多大？

Answer 1

【答案】(1)4V；(2)2.7W；(3)1.8V

【解析】

(1)由公式E=BLv求解感應電動勢；

(2)根據(jù)公式P=Fv求解水平拉力的功率，其中水平拉力等于安培力；

(3)由閉合電路歐姆定律求解PQ兩端的電壓。

(1)導體棒PQ切割磁感線，由公式E=BLv=；

(2)導體棒接入電路中的長度為d，產(chǎn)生的電動勢為E=Bdv=3V

感應電流為：

導體棒受到的安培力為：

由于導體棒勻速運動，則有：

所以拉力功率為：；

(3)由閉合電路歐姆定律可知，導體棒兩端的電壓U=。