Question

如圖所示，在B=0.2T的勻強(qiáng)磁場中，用恒力F作用在電阻為0.5Ω的金屬桿ab上，桿以速度v=5m/s勻速向右平移，R=1.5Ω，導(dǎo)軌間距L=0.2m且光滑并電阻不計(jì)，求
（1）此時(shí)ab中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小等于多少伏？
（2）通過ab桿的電流大小和方向？
（3）恒力F的大��？

Answer 1

分析：（1）導(dǎo)體ab垂直切割磁感線，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B、長度L、速度v，由公式E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢的大小．
（2）ab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�。�由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向．
（3）ab棒做勻速運(yùn)動(dòng)，恒力F與安培力平衡，根據(jù)安培力公式F=BIL求解．

解答：解：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，ab棒中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為
    E=BLυ=0.2×0.2×5V=0.2V
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律，感應(yīng)電流大小為 I=

E

R+r

=

0.2

1.5+0.5

A=0.1A
由右手定則可知，ab桿的電流的方向?yàn)閎→a．
（3）由于ab棒向右勻速運(yùn)動(dòng)，恒力F應(yīng)與ab棒所受的安培力F_安等值反向．即
  F=F_安=BIL=0.2×0.1×0.2N=0.004N
答：（1）此時(shí)ab中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小等于0.2V．（2）通過ab桿的電流大小為0.1A，電流方向b→a．（3）恒力F的大小為0.004N．

點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)、電路和磁場知識的綜合運(yùn)用，掌握電磁感應(yīng)與電路、磁場的基本規(guī)律是解題的關(guān)鍵．