Question

15．如圖所示，一水平放置的平行導(dǎo)體框?qū)挾萀=0.5m，接有R=0.2Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面方向向下，現(xiàn)有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上，并能無摩擦地沿框架滑動，框架及導(dǎo)體ab電阻不計，當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時，試求：
（1）導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動勢的大小及感應(yīng)電流的方向；
（2）要維持ab向右勻速運動，作用在ab上的水平外力大小為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小公式E=BLv求出感應(yīng)電動勢的大小；由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流的大小，由安培力公式求得安培力，由平衡關(guān)系可知拉力大�。�

解答 解：（1）導(dǎo)體棒垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為：
E=BLv=0.4×0.5×4V=0.8V
由右手定則知感應(yīng)電流的方向由b向a．
（2）導(dǎo)體棒ab相當(dāng)于電源，由閉合電路歐姆定律得體ab上感應(yīng)電流為：
I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.8}{0.2}$A=4.0A
導(dǎo)體受到的安培力：
F_A=BIL=0.4×4×0.5=0.8N；
則拉力為：F=F_A=0.8N；
答：（1）導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電動勢的大小為0.80V，感應(yīng)電流的方向由b向a；
（2）維持勻速運動的拉力為0.8N．

點評 本題是簡單的電磁感應(yīng)問題，關(guān)鍵掌握切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式、右手定則、閉合電路歐姆定律等知識點，并能正確應(yīng)用．