Question

10．如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)=0.40m，左端接一電阻R=0.20Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計，當(dāng)ab以v=10.0m/s的速度水平向右勻速滑動時，求：
（1）ab棒中感應(yīng)電動勢的大小；
（2）回路中感應(yīng)電流的大��；
（3）維持ab棒做勻速運(yùn)動的水平外力F的大小．

Answer 1

分析 （1）導(dǎo)體垂直切割磁感線，由磁感應(yīng)強(qiáng)度B、長度L、速度v，根據(jù)公式E=BLv求出感應(yīng)電動勢；
（2）ab相當(dāng)于電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解感應(yīng)電流大�。�
（3）ab棒做勻速運(yùn)動，水平外力F與安培力平衡，根據(jù)安培力公式F=BIL求解．

解答 解：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，ac棒中的感應(yīng)電動勢為
 E=Blv=0.5×0.4×10V=2 V
（2）感應(yīng)電流大小為：
 I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2}{0.2}$A=10A 
（3）由于aB棒受安培力：
 F_A=BIl=0.5×10×0.4N=2N；
導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動，拉力和安培力平衡，故外力的大小為2N；
答：
（1）ab棒中感應(yīng)電動勢的大小是2V；
（2）回路中感應(yīng)電流的大小是10A；
（3）維持ab棒做勻速運(yùn)動的水平外力F的大小是2N．

點(diǎn)評 本題是電磁感應(yīng)、電路和磁場知識的綜合，考查分析和解決綜合題的能力．