Question

如圖所示．電阻R_ab=0.1Ω的導體ab沿光滑導線框向右做勻速運動，線框中接有電阻R=0.4Ω，線框放在磁感應強度B=0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面．導體ab的長度L=0.4m，運動的速度v=5m/s，線框電阻不計．求：
（1）電源的電動勢E為多少？
（2）a、b兩端的電壓；
（3）電路中流過的電流I為多少？
（4）a、b所受的安培力有多大？并把安培力方向標在圖上．

Answer 1

分析：（1）由E=BLv求出導體棒切割磁感線產生的感應電動勢E．
（2）ab產生感應電動勢相當于電源，ab間的電壓是路端電壓，由歐姆定律求出a、b間的電壓．
（3）由全電路歐姆定律求出感應電流I．
（4）由F=BIL求出導體棒受到的安培力，然由平衡條件求出拉力，并由左手定則判斷出方向．

解答：解：（1）感應電動勢為：E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V
（2）、（3）根據歐姆定律得感應電流為：
I=

E

R+Rab

=

0.2

0.4+0.1

A=0.4A
a、b兩端的電壓為：U=IR=0.4×0.4=0.16V
（4）因為導體桿勻速運動，則根據平衡條件得：
F_A=BIL=0.1×0.4×0.4N=0.016N
由右手定則判斷可知，ab中感應電流方向從b→a，由左手定則得知，安培力的方向向左，如圖．
答：（1）電源的電動勢E為0.2V．
（2）a、b兩端的電壓是0.16V；
（3）電路中流過的電流I為0.4A．
（4）a、b所受的安培力大小為0.016N．方向向左，如圖．

點評：解答本題的關鍵要掌握右手定則、法拉第電磁感應定律、歐姆定律、左手定則等電磁感應中常用的規(guī)律．