Question

5．如圖所示，直導(dǎo)線可在平行導(dǎo)軌上接觸良好且無摩擦地滑動(dòng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．導(dǎo)軌一端接有定值電阻R=10Ω，直導(dǎo)線的電阻r=2Ω，有效長(zhǎng)度L=0.4m，磁感強(qiáng)度B=0.6T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直．當(dāng)直導(dǎo)線以v=10m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，求：
（1）電阻R中通過的電流大�。�
（2）直導(dǎo)線兩端的電壓．
（3）沿速度方向維持直導(dǎo)線作勻速滑動(dòng)的外力大�。�

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)公式E=BLv求出直導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，再根據(jù)閉合電路歐姆定律求解感應(yīng)電流．
（2）直導(dǎo)線兩端的電壓等于R兩端的電壓，由歐姆定律求解．
（3）根據(jù)安培力公式和平衡條件結(jié)合求解外力的大�。�

解答 解：（1）直導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：
E=BLv=0.6×0.4×10V=2.4V
通過R的電流為：
I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{2.4}{10+2}$A=0.2A
（2）直導(dǎo)線兩端的電壓為：
  U=IR=0.2×10V=2V
（3）直導(dǎo)線勻速運(yùn)動(dòng)，外力與安培力平衡，則有：
F_外=F_安=BIL=0.6×0.2×0.4N=0.048N
答：
（1）電阻R中通過的電流大小是0.2A．
（2）直導(dǎo)線兩端的電壓是2V．
（3）沿速度方向維持直導(dǎo)線作勻速滑動(dòng)的外力大小為0.048N．

點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)中電路的問題，要正確區(qū)分外電壓和內(nèi)電壓，注意直導(dǎo)線相當(dāng)于電源，其兩端的電壓是外電壓，不是內(nèi)電壓．