Question

如圖所示，在水平面內(nèi)固定一光滑“U”型導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L=1m，整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度B=0.5T．一導(dǎo)體棒以v₀=2m/s的速度向右切割勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)體棒在回路中的電阻r=0.3Ω，定值電阻R=0.2Ω，其余電阻忽略不計(jì)．求：
（1）回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
（2）R上消耗的電功率；
（3）若在導(dǎo)體棒上施加一外力F，使導(dǎo)體棒保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，求力F的大小和方向．

Answer 1

（1）回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：
E=BLv₀=0.5×1×2=1V；
（2）電路中的電流：I=

E

R+r

=

1

0.2+0.3

=2A，
R上消耗的電功率P=I²R=0.8W；
（3）安培力：F_B=BIL=0.5×2×1=1N，
由左手定則可知，安培力向左，
由平衡條件得：F=F_B=1N，
力F的大小的方向水平向右．
答：（1）回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1V；（2）R上消耗的電功率為0.8W；（3）外力大小為你1N，方向向右．