问题
问答题
如图所示，边长L=0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R0=1.0Ω，金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN的电阻r=0.20Ω．导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.50T，方向垂直导线框所在平面向里．金属棒MN与导线框接触良好，且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上，金属棒上的中点始终在BD连线上．若金属棒以v=4.0m/s的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC位置时，求：
（1）金属棒产生的电动势大小；
（2）金属棒MN上通过的电流大小和方向；
（3）导线框消耗的电功率．
答案
（1）金属棒产生的电动势大小为：
E=
BLv=0.42
V≈0.57V．2
（2）金属棒运动到AC位置时，导线框左、右两侧电阻并联，其并联电阻大小为
R并=
?2R0=1.0Ω，1 2
根据闭合电路欧姆定律 I=
≈0.48A，E E井+r
根据右手定则判定，电流方向从N到M．
（3）导线框的功率为：P框=I2R并≈0.23W．
答：
（1）金属棒产生的电动势大小为0.57V．
（2）金属棒MN上通过的电流大小是0.48A，方向从N到M．
（3）导线框消耗的电功率是0.23W．