Question

（10分）如圖所示，在一磁感應(yīng)強度B＝0.5T的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h＝0.1m的平行金屬導(dǎo)軌MN與PQ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計．在兩根導(dǎo)軌的端點N、Q之間連接一阻值R＝0.3Ω的電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長為L＝0.2m，每米長電阻r＝2.0Ω/m的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌正交，交點為c、d．當(dāng)金屬棒以速度v＝4.0m/s向左做勻速運動時，試求：

（1）電阻R中的電流強度大小和方向；

（2）使金屬棒做勻速運動的外力；

（3）金屬棒ab兩端點間的電勢差．

 

Answer 1

【答案】

（1）0.4A，方向為：；（2）0.02N；方向向左；（3）0.32V。

【解析】

試題分析：（1）金屬棒做切割磁感線運動時，

產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝Bhv=0.5T×0.1m×4.0m/s=0.2V (2分)

根據(jù)歐姆定律得，電阻R中的電流強度大小A，    (1分)

再由右手定則可判斷出，感應(yīng)電流的方向由d到c，故通過電阻R的電流方向為： (1分)

（2）由安培力的計算公式可得F_安＝BIh＝0.02N， (2分)

故使金屬棒做勻速運動的外力F_外＝F_安＝0.02N，

方向通過左手定則判斷得出向左  (1分)

（3）金屬棒ab兩端點間的電動勢E_ab＝BLv=0.5T×0.2m×4.0m/s=0.4V (1分)

故金屬棒ab兩端點間的電勢差U_ab＝E_ab－Ihr＝0.32V (2分)

考點：感應(yīng)電動勢的計算，歐姆定律的應(yīng)用，安培力的計算等。