Question

【題目】如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，相距L=0.50m，導(dǎo)軌左端接一電阻 R=0.20Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ac垂直導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，并能無(wú)摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)．當(dāng)ac棒以v=4.0m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí)，求：

（1）ac棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；
（2）回路中感應(yīng)電流的大小和方向；
（3）維持ac棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力F的大小和方向．

Answer 1

【答案】
（1）

解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，ac棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=BLυ=0.40×0.50×4.0V=0.80V

（2）

解：根據(jù)閉合電路歐姆定律，感應(yīng)電流大小為 I= = A=4.0A

由右手定則可知，回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍MRPca（或逆時(shí)針?lè)较颍?/span>

（3）

解：當(dāng)ac棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，ac棒中有由c向a的電流，根據(jù)左手定則可知ac棒所受的磁場(chǎng)力F安水平向左．為維持ac棒做勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)施加一個(gè)與F安等值反向的水平外力F．即

F=F安=BIL=0.40×4.0×0.50N=0.80N

方向水平向右

【解析】（1）導(dǎo)體垂直切割磁感線，由磁感應(yīng)強(qiáng)度B、長(zhǎng)度L、速度v，則公式E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．（2）ac相當(dāng)于電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解感應(yīng)電流大小．（3）ac棒做勻速運(yùn)動(dòng)，水平外力F與安培力平衡，根據(jù)安培力公式F=BIL求解．