Question

3．如圖所示，水平面上的兩根光滑金屬桿ab、cd構成平行導軌，導軌的寬度L=0.4m，處于豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=1T．電阻R=0.4Ω．導體棒ef在外力F作用下沿導軌向右做勻速運動，速度v=5m/s．導軌和導體棒的電阻均忽略不計．求：
（1）通過電阻R的電流的大小和方向；
（2）外力F的大小．

Answer 1

分析 （1）導線ef做勻速運動，已知速度大小v，由E=BLv求出感應電動勢大��；由閉合電路歐姆定律可求出通過電阻的電流大�。挥捎沂侄▌t判斷感應電流的方向．
（2）根據(jù)安培力公式可求出其大小，再由受力平衡可確定外力的大�。�

解答 解：（1）導體棒ef切割磁感線，產(chǎn)生的感應電動勢為：E=BLv=1×0.4×5=2V
由閉合電路的歐姆定律：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2}{0.4}$A=5A
方向f到e．
（2）導體棒ab受到安培力：F_安=BIL=1×5×0.4=2N
由于導體棒ab勻速運動，滿足：F=F_安
所以，作用在導體棒上的外力F=2N
答：
（1）通過電阻R的電流大小為5A，方向f到e．
（2）外力F的大小為2N．

點評 本題是導體在導軌上運動類型，根據(jù)法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、安培力公式結合研究．