Question

【題目】如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度L=0.4m，一端連接R=1.5Ω的電阻，導(dǎo)軌所在的空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.2 T，電阻r=0.5Ω的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌電阻忽略不計。在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運動，速度v=5m/s。求：

（1）感應(yīng)電流I的大小，并判斷導(dǎo)體棒MN中的感應(yīng)電流的方向。

（2）導(dǎo)體棒MN兩端電壓U的大小。

（3）拉力F的大小。

Answer 1

【答案】（1）；MN中感應(yīng)電流的方向為NM（2）（3）F =F安= 0.016N

【解析】

（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，感應(yīng)電動勢：E = BLv=0.4 V

由閉合電路歐姆定律可得，感應(yīng)電流：

根據(jù)右手定則（或楞次定律），MN中感應(yīng)電流的方向為NM

（2）由歐姆定律可得，導(dǎo)體棒兩端電壓：

（3）金屬棒在勻速運動過程中，所受的安培力大小為：F安= BIL = 0.016 N

因為是勻速直線運動，所以導(dǎo)體棒所受拉力：F =F安= 0.016N