Question

如圖，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放置著兩根平行金屬導(dǎo)軌（導(dǎo)軌的電阻不計(jì)）．在兩根導(dǎo)軌的左端連接一阻值R=0.3Ω的電阻，導(dǎo)軌上有一根長為L=0.1M，電阻為r=0.2Ω的金屬棒AB與導(dǎo)軌正交放置．不計(jì)金屬幫與導(dǎo)軌間的摩擦力，當(dāng)金屬棒以速度v=4m/s向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求：

（1）金屬棒AB中電流大小和方向；

（2）電阻R兩端的電壓U；

（3）使金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力的大�。�

Answer 1

考點(diǎn)：  導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．

專題：  電磁感應(yīng)與電路結(jié)合．

分析：  （1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由歐姆定律求出電流的大小，由右手定則判斷電流方向．

（2）由公式U=E﹣Ir求出電阻R兩端的電壓U．

（3）導(dǎo)體棒勻速向右滑動(dòng)時(shí)，水平外力與安培力平衡，根據(jù)安培力公式和平衡條件求解水平外力F的大小和方向．

解答：  解：（1）金屬棒AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，有：

E=BLv…①

由閉合電路的歐姆定律得：

I=…②

聯(lián)立①②解得：

I=0.4A…③

由右手定則可知電流方向由B到A．

（2）電阻R兩端的電壓：

U=IR…④

聯(lián)立③④解得：

U=0.12V…⑤

（3）金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)，有：

F=F_A…⑥

又由于：

F_A=BIL…⑦

聯(lián)立③⑥⑦解得：F=0.02N

答：（1）金屬棒AB中電流大小為0.4A，方向由B到A；

（2）電阻R兩端的電壓U為0.12V；

（3）使金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力的大小為0.02N．

點(diǎn)評(píng)：  本題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識(shí)的綜合，安培力是聯(lián)系力與電磁感應(yīng)的橋梁，安培力經(jīng)驗(yàn)公式F=是常用的式子．