Question

【題目】兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上，相距l, 左端與一電阻R相連；整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下。一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速率v勻速向右滑動(dòng)，滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。求

(1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)和通過(guò)R的電流；

(2)電阻R消耗的功率；

(3)水平外力的大小。

Answer 1

【答案】(1)E=Blv , I=Blv/R (2)P=B2l2v2/R (3)F=B2l2v/R + μmg

【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E=Blv ①

則導(dǎo)體棒中的電流大小為：

則可得 ②

(2)電阻R消耗的功率：P=I2R ③

聯(lián)立②③可解得： ④

(2)由于導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動(dòng)，故向右的水平外力F等于向左的安培力F安和摩擦力的和，

則水平外力：F=μmg+F安 ⑤

安培力： ⑥

則拉力為： ⑦