Question

5．如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ組成一個水平框架，置于B=0.5T、方向豎直向下的勻強磁場中，質(zhì)量為0.05kg的金屬棒AC放在框架上，并垂直于MN和PQ，阻值為1Ω的電阻R接于M、P間，MN和PQ相距0.4m，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計，現(xiàn)用水平力F使棒AC自靜止開始向右做勻加速運動，加速度大小為2m/s²，求：
（1）金屬棒AC中的電流方向；
（2）第5s末導(dǎo)體棒兩端的感應(yīng)電動勢大�。�
（3）第5s末作用在AC上的外力F的大�。�

Answer 1

分析 （1）由右手定則可以判斷出電流方向．
（2）由速度公式求出速度，然后由E=BLv求出感應(yīng)電動勢．
（3）由安培力公式求出安培力，然后由牛頓第二定律求出外力F．

解答 解：（1）由右手定則可知，感應(yīng)電流由C流向A；
（2）速度：v=at=2×5=10m/s，
感應(yīng)電動勢：E=BLv=0.5×0.4×10=2V；
（3）電流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2}{1}$=2A，
安培力：F_安培=BIL=0.5×0.4×2=0.4N，
由牛頓第二定律得：F-F_安培=ma，
代入數(shù)據(jù)解得：F=0.5N；
答：（1）金屬棒AC中的電流方向：由C流向A；
（2）第5s末導(dǎo)體棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為2V；
（3）第5s末作用在AC上的外力F的大小我0.5N．

點評 本題考查了判斷電流方向、求電動勢、拉力，分析清楚運動過程，應(yīng)用右手定則、速度公式、E=BLv、歐姆定律、安培力公式與牛頓第二定律即可正確解題．