Question

如題18圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)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(jì)．在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)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(diǎn)為c、d。當(dāng)金屬棒以速度v＝4.0m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，試求：

（1）電阻R中的電流強(qiáng)度大小和方向；

（2）使金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的外力；

（3）金屬棒c、d兩端點(diǎn)間的電勢差U_cd和a、b兩端點(diǎn)間

的電勢差U_ab。

                                                                   

                          

Answer 1

（1） 0.4A   方向?yàn)椋?img width=45 height=19 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/1899/wl/40/105440.gif">   （2）0.02N，方向水平向左  （3）0.32V

   

解析:

（1）由E=BLv得金屬棒ab切割磁感線在閉合電路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢為：E＝Bhv由閉合電路歐姆定律得電阻R中的電流強(qiáng)度大小為A

方向?yàn)椋?img width=45 height=19 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/1899/wl/42/105442.gif">                                                 

（2）由安培力計(jì)算公式得F_安＝BIh=0.02N                             

設(shè)外力為F_外，由平衡條件得F_外＝F_安＝0.02N，方向水平向左   

（3）金屬棒cd兩端點(diǎn)間的電勢差U_cd=IR=0.4×0.3=0.12(V)                 

而U_ab=U_cd+U_ac+U_db=0.12+0.5×(0.2-0.1)×4.0=0.32(V)