Question

【題目】如圖，水平U形光滑框架，寬度為1m，電阻忽略不計，導體棒ab的質量m=0.2kg、電阻R=0.5Ω，勻強磁場的磁感應強度B=0.2T，方向垂直框架向上．現用F=1N的外力由靜止開始向右拉ab棒，當ab棒的速度達到2m/s時，求：

（1）ab棒產生的感應電動勢的大小；

（2）ab棒所受安培力的大小和方向；

（3）ab棒加速度的大小和方向．

Answer 1

【答案】（1）ab棒產生的感應電動勢的大小為0.4V．

（2）ab棒所受的安培力為0.16N，方向水平向左．

（3）ab棒的加速度為4.2m/s2，方向水平向右

【解析】試題分析：（1）根據切割產生的感應電動勢公式E=BLv，求出電動勢的大小．

（2）結合閉合電路歐姆定律求出回路中電流的大小，從而根據安培力公式求出安培力的大小，通過左手定則判斷出安培力的方向．

（3）根據牛頓第二定律求出ab棒的加速度．

解：（1）根據導體棒切割磁感線的電動勢 E=BLV

代入數據解得：E=0.2×1×2V=0.4V

（2）由閉合電路歐姆定律得回路電流：I==A=0.8A

ab受安培力：F安=BIL=0.2×0.8×1N=0.16N

方向水平向左

（3）根據牛頓第二定律得ab桿的加速度為：a===4.2m/s2

方向水平向右

答：

（1）ab棒產生的感應電動勢的大小為0.4V．

（2）ab棒所受的安培力為0.16N，方向水平向左．

（3）ab棒的加速度為4.2m/s2，方向水平向右．