Question

12．金属框架平面与磁感线垂直，金属与框架的电阻忽略，电流计内阻R=20Ω，磁感强度B=1T，导轨宽L=50cm，棒以2m/s的速度作切割磁感线运动，那么
（1）电路中产生的感应电动势为多少伏？
（2）电流的总功率为多少瓦？
（3）为了维持金属棒作匀速运动，外力F的大小为多少牛？

Answer 1

分析 （1）AC棒切割磁感线产生的感应电动势由公式E=BLv求出．
（2）运用欧姆定律求出回路中的感应电流的大小，电流的总功率为P=IE．
（3）由安培力公式求出安培力，然后由平衡条件求出水平外力F的大小．

解答 解：（1）AC棒切割磁感线产生的感应电动势为：E=BLv=1×0.5×2V=1V
（2）通过R的感应电流大小为：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{1}{20}$A=0.05A，
电流的总功率为P=IE=0.05×1=0.05W
（3）导体棒AC受到的安培力：F_安=BIL=0.5×0.5×1N=0.25N
导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：F=F_安=0.25N；
答：
（1）电路中产生的感应电动势的大小为1V．
（2）通过R的感应电流大小为0.05A．
（3）外力F的大小为0.25N．

点评 分析清楚导体棒的运动过程，应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式与平衡条件是解题的关键．