Question

【題目】如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置，寬度L=0.4m，一端連接R=1.5Ω的電阻，導軌所在的空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B=0.2 T，電阻r=0.5Ω的導體棒MN放在導軌上，其長度恰好等于導軌間距，與導軌接觸良好。導軌電阻忽略不計。在平行于導軌的拉力F作用下，導體棒沿導軌向右勻速運動，速度v=5m/s。求：

（1）感應電流I的大小，并判斷導體棒MN中的感應電流的方向。

（2）導體棒MN兩端電壓U的大小。

（3）拉力F的大小。

Answer 1

【答案】（1）；MN中感應電流的方向為NM（2）（3）F =F安= 0.016N

【解析】

（1）由法拉第電磁感應定律可得，感應電動勢：E = BLv=0.4 V

由閉合電路歐姆定律可得，感應電流：

根據右手定則（或楞次定律），MN中感應電流的方向為NM

（2）由歐姆定律可得，導體棒兩端電壓：

（3）金屬棒在勻速運動過程中，所受的安培力大小為：F安= BIL = 0.016 N

因為是勻速直線運動，所以導體棒所受拉力：F =F安= 0.016N