Question

如圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放置著兩根相距為h＝0.1m的平行金屬導(dǎo)軌MN與PQ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)．在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值R＝0.3Ω的電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.2m，每米長(zhǎng)電阻r＝2.0Ω/m的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌正交，交點(diǎn)為c、d．當(dāng)金屬棒以速度v＝4.0m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，試求：

（1）電阻R中的電流強(qiáng)度大小和方向；

（2）使金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的外力；

（3）金屬棒ab兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差．

 

Answer 1

【答案】

（1）0.4A ,方向?yàn)橛蒒到Q（2）0.02N,方向向左（3）0.32V

【解析】

試題分析：（1）金屬棒做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

根據(jù)歐姆定律得，電阻R中的電流大小為

再由右手定則可判斷出，感應(yīng)電流的方向由d到c，故通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)橛蒒到Q。

（2）由安培力的計(jì)算公式可得 F=BIh=0.02N.

故使金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的外力 F_外=F_安=0.02N,由左手定則可判斷方向向左。

（3）金屬棒ab兩端點(diǎn)的電動(dòng)勢(shì)E_ab=BLv=0.4V.

故金屬棒ab兩端點(diǎn)的電勢(shì)差U_ab=E_ab-Ihr=0.32V

考點(diǎn)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算、安培力的計(jì)算及歐姆定律的應(yīng)用。