Question

如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R的定值電阻．導體棒ab長l=0.5m，其電阻為r，與導軌接觸良好．整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.4T．現(xiàn)在在導體棒ab上施加一個水平向右的力F，使ab以v=10m/s的速度向右做勻速運動時，求：
（1）ab中的感應(yīng)電動勢多大？
（2）ab中電流的方向如何？
（3）若定值電阻R=3.0Ω，導體棒的電阻r=1.0Ω，F(xiàn)多大？

Answer 1

分析：（1）導體棒向右切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由E=Blv求解感應(yīng)電動勢．
（2）由右手定則判斷ab中電流的方向．
（3）由歐姆定律求出電路中電流，由F=BIl求出安培力大小，由于導體棒勻速運動，則知F與安培力平衡．

解答：解：（1）ab中的感應(yīng)電動勢為 E=Blv=0.4×0.5×10V=2V
（2）由右手定則判斷知，ab中電流的方向為b→a．
（3）若定值電阻R=3.0Ω，導體棒的電阻r=1.0Ω，則由歐姆定律得
      I=

E

R+r

=

2

3+1

A=0.5A
導體棒所受的安培力大小為  F_A=BIl=0.4×0.5×0.5N=0.1N
由于導體棒勻速運動，則有  F=F_A=0.1N
答：
 （1）ab中的感應(yīng)電動勢為2V．
（2）ab中電流的方向為b→a．
（3）若定值電阻R=3.0Ω，導體棒的電阻r=1.0Ω，F(xiàn)為0.1N．

點評：本題是電磁感應(yīng)與電路知識、力學知識的綜合，常規(guī)題，不容有失．