Question

10．如圖所示，水平放置的平行金屬導軌相距l(xiāng)=0.50m，左端接一電阻R=0.20歐，磁感應強度B=0.40T的勻強磁場，方向垂直于導軌平面，導體棒ab垂直放在導軌上，并能無摩擦的沿導軌滑動，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計，當ab以=4.0m/s的速度水平向右勻速滑動時，求：
（1）ab棒中感應點動勢的大�。�
（2）回路中感應電流的大��；
（3）ab棒中哪端電勢高；
（4）維持ab棒做勻速運動的水平外力F．

Answer 1

分析 （1）導體垂直切割磁感線，由磁感應強度B、長度L、速度v，根據(jù)公式E=BLv求出感應電動勢；
（2）ab相當于電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解感應電流大小；
（3）由右手定則判斷出電動勢的高低關系；
（4）ab棒做勻速運動，水平外力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)法拉第電磁感應定律，ac棒中的感應電動勢為：E=Blv=0.40×0.50×4.0V=0.8 V
（2）感應電流大小為：I=$\frac{E}{R}=\frac{0.8}{0.2}$A=4A 
（3）桿ab向右運動，磁場的方向向下，由右手定則可知，感應電流的方向由b流向a，所以a端的電勢高．
（4）由于ab棒受安培力：F_A=BIl=0.40×4×0.50N=0.8N；
導體棒勻速運動，拉力和安培力平衡，故外力的大小為0.8N；
答：（1）ab棒中感應電動勢的大小是0.8V；
（2）回路中感應電流的大小是4A；
（3）a端的電勢高；
（4）維持ab棒做勻速運動的水平外力F的大小是0.8N．

點評 本題是導體棒切割磁感線中的常規(guī)題目，雖然涉及受力分析、電路和磁場等知識，但考查的都是一些基礎性的公式，將相應的數(shù)據(jù)代入公式即可．