Question

3．如圖所示，水平面上的兩根光滑金屬桿ab、cd構(gòu)成平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的寬度L=0.4m，處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．電阻R=0.4Ω．導(dǎo)體棒ef在外力F作用下沿導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動(dòng)，速度v=5m/s．導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均忽略不計(jì)．求：
（1）通過電阻R的電流的大小和方向；
（2）外力F的大�。�

Answer 1

分析 （1）導(dǎo)線ef做勻速運(yùn)動(dòng)，已知速度大小v，由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大�。挥砷]合電路歐姆定律可求出通過電阻的電流大��；由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向．
（2）根據(jù)安培力公式可求出其大小，再由受力平衡可確定外力的大�。�

解答 解：（1）導(dǎo)體棒ef切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv=1×0.4×5=2V
由閉合電路的歐姆定律：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2}{0.4}$A=5A
方向f到e．
（2）導(dǎo)體棒ab受到安培力：F_安=BIL=1×5×0.4=2N
由于導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動(dòng)，滿足：F=F_安
所以，作用在導(dǎo)體棒上的外力F=2N
答：
（1）通過電阻R的電流大小為5A，方向f到e．
（2）外力F的大小為2N．

點(diǎn)評(píng) 本題是導(dǎo)體在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)類型，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力公式結(jié)合研究．