问题 问答题

如图所示,两个光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)相距L=50cm,导体棒AB长度与框架宽度相同,其电阻为r=1Ω,且可以在光滑金属导轨上滑动,定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,整个装置放在磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于整个导轨平面,现用外力F拉着AB向右以v=5m/s速度作匀速运动.求:

(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向;

(2)导体棒AB两端的电压U;

(3)若图中的电容器的电容C为0.3μF,则其充电量是多少?经过一定时间撤去金属棒,从撤去到稳定通过电阻R2的电荷量是多少?

答案

(1)E=Blv=2.5V

  由右手定则得,AB棒上的感应电流方向是B→A

    (2)R=

R1R2
R1+R2
=2Ω  I=
E
R+r
=
2.5
3
A

       U=IR=

5
3
V

    (3)Q=CU=5×10-7C

设电容放电过程,通过两电阻R1、R2的瞬时电流为I1、I2

        则

I1
I2
=
R2
R1

   又电量Q=It,t相同,得到

       QR2=

R1
R1+R2
Q=
5
3
×10-7C

答:(1)导体棒AB产生的感应电动势E为2.5V,AB棒上的感应电流方向是B→A;

   (2)导体棒AB两端的电压U为

5
3
V;

   (3)电容器充电量是5×10-7C.经过一定时间撤去金属棒,从撤去到稳定通过电阻R2的电量为

5
3
×10-7C.

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多项选择题