如图所示,在磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中,有一竖直放置的导体框架,框架宽l=0.4m,框架上端的电阻 R=0.9Ω,磁场方向垂直于框架平面.阻值r=0.1Ω的导体棒ab沿框架向下以v=5m/s速度做
问题描述:
如图所示,在磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中,有一竖直放置的导体框架,框架宽l=0.4m,框架上端的电阻 R=0.9Ω,磁场方向垂直于框架平面.阻值r=0.1Ω的导体棒ab沿框架向下以v=5m/s速度做匀速运动,不计框架电阻及摩擦.问:
(1)通过ab棒的电流是多大?方向如何?
(2)ab受到的安培力是多大?
(3)这个过程中能量是怎样转化的?
答
(1)导体棒ab垂直切割磁感线,产生的感应电动势大小为:
E=Blv=0.5×0.4×5V=1 V ①
导体ab相当于电源,由闭合电路欧姆定律得回路电流:
I=
=E R+r
A=1A ②1 0.9+0.1
根据右手定则判断得知,ab棒的电流方向由a到b.
(2)导体ab所受的安培力:
F=BIl=0.5×1×0.4N=0.2 N ③
(3)导体棒的重力势能转化为电能,再转化为内能.
答:(1)通过ab棒的电流是1A,方向由a到b.
(2)ab受到的安培力是0.2N.
(3)这个过程中能量是导体棒的重力势能转化为电能,再转化为内能.