Question

如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R=3.0Ω的定值電阻．導(dǎo)體棒ab長l=0.5m，其電阻為r=1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好．整個裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T．現(xiàn)使ab以v=10m/s的速度向右做勻速運(yùn)動．
（1）ab兩點(diǎn)電勢差為多少？
（2）使ab棒向右勻速的拉力F為多少？
（3）拉力的功率為多少？

Answer 1

分析：（1）ab向右勻速運(yùn)動切割磁感線，由E=Blv求出感應(yīng)電動勢．a(chǎn)b相當(dāng)于電源，ab兩點(diǎn)電勢差等于外電壓，由歐姆定律求解．
（2）由歐姆定律求出電路中的電流，由F=BIl求出ab棒受到的安培力．a(chǎn)b棒勻速運(yùn)動時，拉力F與安培力大小相等，即得到拉力F．
（3）拉力的功率為P=Fv．

解答：解：（1）電路中電動勢：E=Blv=0.4×0.5×10=2V
ab兩點(diǎn)電勢差為：Uab=

R

R+r

E=

3

3+1

×2=1.5V
（2）電路中電流：I=

E

R+r

=

2

4

=0.5A
ab棒勻速運(yùn)動時拉力與安培力平衡，則有：
   F=BIl=0.4×0.5×0.5=0.1N
（3）拉力的功率：P=Fv=0.1×10=1W
答：
（1）ab兩點(diǎn)電勢差為是1.5V．
（2）使ab棒向右勻速的拉力F為0.1N．
（3）拉力的功率為1W．

點(diǎn)評：本題是簡單的電磁感應(yīng)問題，運(yùn)用到電路和力平衡知識，常見問題．