如图所示,一水平放置的平行导体框的宽度L=0.5m,左端接有R=0.2Ω的电阻,磁感应强度大小B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面向下,现有一导体棒ab垂直跨放在
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如图所示,一水平放置的平行导体框的宽度L=0.5m,左端接有R=0.2Ω的电阻,磁感应强度大小B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面向下,现有一导体棒ab垂直跨放在
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如图所示,一水平放置的平行导体框的宽度L=0.5m,左端接有R=0.2Ω的电阻,磁感应强度大小B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面向下,现有一导体棒ab垂直跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体ab的电阻不计,当导体棒ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时.则:
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向分别为如何?
(2)要维持导体棒ab向右匀速运行,作用在导体棒ab上的水平外力为多少?方向怎样?
(3)电阻R上产生的热功率为多大?
答案
(1)导体棒垂直切割磁感线,
产生的感应电动势大小为:E=BLv=0.8V;
由右手定则知感应电流的方向由b向a.
(2)导体棒ab相当于电源,由闭合电路欧姆定律得回路中的电流为:
I=
E
R
=
0.8
0.2
═4A,
导体棒ab所受的安培力F=BIL=0.8N,
由左手定则知其方向水平向左;
导体棒ab匀速运动,所以水平拉力F′=F=0.8N,方向水平向右.
(3)电阻R上的热功率:P=I
2
R=4.0
2
×0.2W=3.2W.
答:(1)导体ab上的感应电动势的大小为0.80V,感应电流的方向为b→a.
(2)要维持ab向右匀速运行,作用在ab上的水平力为0.80N.
(3)电阻R上产生的焦耳热功率为3.2W.
举一反三
如图所示,在一根软铁棒上绕有一个线圈,a、b是线圈的两端,a、b分别与平行导轨M、N相连,有匀强磁场与导轨面垂直,一根导体棒横放在两导轨上,要使a点的电势比b点的电势高,则导体棒在两根平行的导轨上应该( )
A.向左加速滑动
B.向左减速滑动
C.向右加速滑动
D.向右减速滑动
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国庆阅兵时,我国的轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过.该机的翼展为12.7米,北京地区地磁场的竖直分量为4.7×10
-5
T,该机飞过天安门时的速度为声速的0.7倍,求该机两翼尖间的电势差.那端的电势比较高?
题型:不详
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不计电阻的光滑平行轨道EFG、PMN构成相互垂直的L型,磁感应强度为B的匀强磁场方向与水平的EFMP平面夹角θ(θ<45°)斜向上,金属棒ab、cd的质量均为m、长均为L、电阻均为R.ab、cd由细线通过角顶处的光滑定滑轮连接,细线质量不计,ab、cd与轨道正交,已知重力加速度为g.
(1)求金属棒的最大速度v
max
;
(2)当金属棒速度为v时,且v小于最大速度v
max
时,求机械能损失的功率P
1
和电阻的发热功率P
2
.
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如图所示,由于导体棒ab在水平导轨上运动,使棒上产生了a到b的感应电流,则下列说法正确的是( )
A.导体棒ab可能向左运动
B.导体棒ab一定向右运动
C.导体棒ab一定向右做加速运动
D.a点比b点电势高
题型:不详
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如图所示,PQ、MN是水平面愉两根光滑的足够长平行导轨,导轨间距为L=2m,电阻不计,导轨左端与一个“12V,3W”的小灯泡连接,在导轨上放一根长为2m、电阻为r=4Ω的导体棒ab,导体所在空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,当导体棒ab在向右的恒力F作用下匀速运动时,小灯泡恰能在额定功率下工作.求:
(1)导体棒匀速运动时产生的感应电动势;
(2)导体棒匀速运动的速度大小;
(3)恒力F的功率大小.
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