Question

【题目】如图所示,在水平面内固定两条光滑水平导轨，导轨右端连接一阻值为R=2Ω的电阻,两导轨之间相距为d=3m，一长为l=4m的均匀导体棒PQ垂直导轨放在导轨上，导体棒的电阻r=4/3Ω。整个装置放置在竖直向下的无界匀强磁场中，B=1T，在水平向右的拉力F作用下水平向右匀速运动，已知v=1m/s。

(1)求导体棒PQ的感应电动势多大？

(2)求水平拉力的功率多大？

(3)求导体棒PQ两端的电压多大？

Answer 1

【答案】(1)4V；(2)2.7W；(3)1.8V

【解析】

(1)由公式E=BLv求解感应电动势；

(2)根据公式P=Fv求解水平拉力的功率，其中水平拉力等于安培力；

(3)由闭合电路欧姆定律求解PQ两端的电压。

(1)导体棒PQ切割磁感线，由公式E=BLv=；

(2)导体棒接入电路中的长度为d，产生的电动势为E=Bdv=3V

感应电流为：

导体棒受到的安培力为：

由于导体棒匀速运动，则有：

所以拉力功率为：；

(3)由闭合电路欧姆定律可知，导体棒两端的电压U=。