Question

如图所示，PQNM是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导体框，水平放置，金属棒ab与PQ、MN垂直，并接触良好。整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.4T。已知ab有效长度为l=0.5m，电阻R₁=2Ω，R₂＝4Ω，其余电阻均忽略不计，若使ab以v=5m/s的速度向右匀速运动。

（1）ab杠上产生的感应电动势多大？

（2）作用于ab的外力大小为多少？

（3）R₁上消耗的电热功率为多大？（不计摩擦）

Answer

（1）1V

（2）0.15N

（3）0.5W

【解析】1（1）ab棒向右运动产生的电动势为：

E=BLV=0.4×0.5×5V=1V                                              4分

（2）电路的总电阻为：

R===Ω                                            2分

通过ab棒的电流为：

I＝E/R＝0.75A                                                   2分

作用于ab棒的外力为：

F＝BIL=0.15N                                                      3分

（3）消耗的电功率为： ＝E2/R1=0.5W                                 3分