Question

16．如圖所示，一個質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒AC長L=1m，可在μ=0.25的U形金屬框上運動，其電阻為r=1Ω．勻強磁場的磁感強度為B=0.5T，AC棒在外力F作用下以v=8m/s的速度水平向右移動，電阻R=7Ω，（其它電阻均不計）．求：
（1）電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小．
（2）通過R的感應(yīng)電流大�。�
（3）外力F的大小為多少．
（4）AC兩端的電壓大�。�

Answer 1

分析 （1）AC棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢由公式E=BLv求出．
（2）運用歐姆定律求出回路中的感應(yīng)電流的大�。�
（3）由安培力公式求出安培力，然后由平衡條件求出水平外力F的大�。�
（3）由歐姆定律解出AC兩端的電壓大小．

解答 解：（1）AC棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E=BLv=0.5×1×8V=4V
（2）通過R的感應(yīng)電流大小為：I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{4}{7+1}$A=0.5A
（3）導(dǎo)體棒AC受到的安培力：F_安=BIL=0.5×0.5×1N=0.25N
導(dǎo)體棒做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F=F_安+μmg=0.25+0.25×0.5×10N=1.5N；
（3）AC兩點間的電壓為電路的路端電壓大小為：U=IR=0.5×7V=3.5V
答：
（1）電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為4V．
（2）通過R的感應(yīng)電流大小為0.5A．
（3）外力F的大小為1.5N．
（4）AC兩端的電壓大小為3.5N．

點評 分析清楚導(dǎo)體棒的運動過程，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式與平衡條件是解題的關(guān)鍵．