Question

兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ水平放置，其間距為0.60 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.50 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向下，兩導(dǎo)軌之間連接的電阻R=5.0Ω，在導(dǎo)軌上有一電阻為1.0Ω的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌垂直，如圖所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10 m/s的水平速度向右勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。求：

（1）金屬棒ab兩端的電壓。

（2）拉力F的大小。

（3）電阻R上消耗的電功率。

Answer 1

（1）金屬棒兩端的電壓2.5 V。

（2）0.15 N。

（3）電阻R上消耗的電功率1.25 W。

解析:

（1）根據(jù)電磁感應(yīng)定律，金屬棒ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為3.0V，根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過(guò)R的電流=0. 50 A，金屬棒兩端的電壓2.5 V。

（2）由于ab桿做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力和磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力大小相等，即0.15 N。

（3）根據(jù)焦耳定律，電阻R上消耗的電功率1.25 W。