Question

如图所示，在磁感应强度为0.6T的匀强磁场中，长为0.5m、电阻为1Ω的导体棒ab放置在水平的光滑金属框上，如图所示．导体棒ab在外力作用下以10m/s的速度向右匀速滑动，已知电容C=2μF，电阻R₁=5Ω，其余电阻忽略不计，求：
（1）ab棒哪端的电势高？ab棒中的电动势的大小？
（2）为使ab棒匀速运动，外力的大小及其机械功率？
（3）电容器的电量？

Answer 1

（1）由右手定则可知ab中电流从b流向a，电源内部电流从负极流向正极，故a端电势高，
电动势为：E=BLv=0.6×0.5×10=3V．
故a端电势高，ab棒中的电动势大小为3V．
（2）导体棒所受安培力为：
F_安=BIL ①
E=BLV ②
I=

E

R1+r

=

3

5+1

=0.5A③
F=F_安 ④
P=F_安v ⑤
联立以上各式得F=0.15N，P=1.5W．
故外力的大小F=0.15N，外力功率为P=1.5W．
（3）电容器的带电量为：Q=CU
电容器两端的电压为：U=I?R1=

BLV

R+r

R1=2.5V
解得：Q=5×10^-6C．
故电容器的电量为：Q=5×10^-6C．