Question

如圖所示，光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上，導(dǎo)軌間的距離l=0.6m，左端接電阻R=0.9Ω，導(dǎo)軌電阻不計．導(dǎo)軌所在空間存在垂直于水平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.1T．現(xiàn)將一根阻值為r=0.1Ω的金屬棒置于導(dǎo)軌上，它與導(dǎo)軌接觸良好，用一水平向右的拉力使金屬棒沿導(dǎo)軌向右做速度v=5.0m/s的勻速直線運動．求：
（1）金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大��；
（2）通過電阻R的電流大小和方向；
（3）拉力F的大�。�

Answer 1

分析：先根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律計算感應(yīng)電動勢的大小，然后用右手定則判斷通過電阻的電流方向，由閉合電路歐姆定律計算電流大小，最后根據(jù)安培力的計算公式求安培力

解答：解：（1）設(shè)金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：
                       E=Blv=0.3V
（2）設(shè)電路中的電流為I，根據(jù)閉合電路歐姆定律：
I=

E

R+r

=

0.3

0.9+0.1

A=0.3A
根據(jù)右手定則可知，電流的方向為：M→P        
（3）設(shè)金屬棒受的安培力為F_安，則F_安=BIL=1.8×10^-2N．
因為金屬棒做勻速運動，所以F=F安=1.8×10-2N
 答：（1）金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小0.3V；
（2）通過電阻R的電流大小0.3A，方向M→P；
（3）拉力F的大小為1.8×10^-2N．

點評：本題屬于中檔題，要熟練掌握右手定則和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用．