Question

5．如圖所示，是一個水平放置的導(dǎo)體框架，寬度L=1.50m，接有電阻R=0.20Ω，設(shè)勻強(qiáng)磁場和框架平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T，方向如圖．今有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上，并能無摩擦地沿框滑動，框架及導(dǎo)體ab電阻均不計，當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時，試求：
（1）導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動勢的大小及ab端電勢的高低．
（2）回路上感應(yīng)電流的大�。�
（3）若無動力作用在棒ab上，試分析ab棒接下來的運(yùn)動及能量轉(zhuǎn)化情況．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式求出感應(yīng)電動勢的大小，根據(jù)右手定則判斷電勢的高低．
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流的大小．
（3）根據(jù)能量守恒分析撤去外力后，ab棒接下來運(yùn)動中的能量轉(zhuǎn)化．

解答 解：（1）根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式知，導(dǎo)體ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：
E=BLv=0.4×1.5×4V=2.4V．
根據(jù)右手定則知，感應(yīng)電流的方向?yàn)閎到a，a相當(dāng)于電源的正極，則a端電勢高．
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
I=$\frac{E}{R}=\frac{2.4}{0.2}A=12A$．
（3）若無動力作用在棒ab上，ab棒做減速運(yùn)動，動能減小，若無動力作用在棒ab上，減小的動能轉(zhuǎn)化為回路中的熱量．
答：（1）導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動勢的大小為2.4V，a端電勢高．
（2）回路中感應(yīng)電流的大小為12A．
（3）若無動力作用在棒ab上，減小的動能轉(zhuǎn)化為回路中的熱量．

點(diǎn)評 本題考查了電磁感應(yīng)與電路的基本綜合，掌握切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式和歐姆定律是解決本題的關(guān)鍵，知道切割的部分相當(dāng)于電源．