Question

【題目】如圖所示，固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。長度為L的導(dǎo)體棒ab，在與其垂直的水平外力作用下以速度v在導(dǎo)線框上向右勻速運動。在t時間內(nèi)ab棒由原來位置運動到ab。導(dǎo)體棒ab始終與導(dǎo)線框形成閉合回路，回路的總電阻保持不變，大小為R，忽略摩擦阻力。請完成如下問題：

（1）請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E的大小；

（2）在t時間內(nèi)ab棒中感應(yīng)電流I的大小及方向；

（3）在t時間內(nèi)外力做的功W。

Answer 1

【答案】（1） （2），方向為b到a（3）。

【解析】

(1) ab棒做勻速直線運動在t時間內(nèi)的位移為:

線框的面積變化量是：

則穿過閉合電路的磁通量的變化量是：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：

(2)在t時間內(nèi)ab棒中感應(yīng)電流為：

根據(jù)右手定則可知電流方向為b到a；

(3)因為導(dǎo)體棒做勻速直線運動，所以外力等于安培力，所以t時間內(nèi)外力做的功為：

答：（1）ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E的大小；

（2）在t時間內(nèi)ab棒中感應(yīng)電流，方向為b到a；

（3）在t時間內(nèi)外力做的功。