Question

如圖4-3-6所示，在磁感應強度B=0.4 T的勻強磁場中放一半徑r₀=50 cm的圓形導軌，上面有四根導體棒，一起以角速度ω=10³ rad/s，沿逆時針方向勻速運動，圓導軌邊緣與圓心處通過電刷與外電路連接，若每根導體棒的有效電阻R₀=0.4 Ω，外接電阻?R=3.9 Ω，求：

圖4-3-6

（1）每根導體棒產生的感應電動勢；

（2）當開關S接通和斷開時兩電表的讀數(shù).（R_V→∞，R_A→0）

Answer 1

思路解析：（1）每根導體棒產生的感應電動勢

E=BL V=50 V.

（2）四根導體棒一起轉動時，每根棒中產生的感應電動勢都相同，相當于四個相同的電源并聯(lián)，其總電動勢為E=E₁=50 V，總內阻為r=R₀=0.10 Ω

當S斷開時，外電路開路，電流表的讀數(shù)為零，電壓表的讀數(shù)等于電源的電動勢為50 V.

當S接通時，電路總電阻R′=r+R=(0.1+3.9) Ω=4 Ω，電流I= A=12.5 A，即電流表示數(shù)為12.5 A.此時電壓表示數(shù)為R兩端電壓，U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V.

答案：（1）50 V  （2）S接通時，I_A=12.5 A,U_V=48.75 V；S斷開時，I_A=0,U_V=50 V.