Question

15．如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．平行導(dǎo)軌的寬度L=0.3m，定值電阻R=0.6Ω．在外力F作用下，導(dǎo)體棒ab以v=20m/s的速度沿著導(dǎo)軌向左勻速運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．求：
（1）通過(guò)R的感應(yīng)電流大��；
（2）外力F的大小．
（3）求在10s內(nèi)定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

分析 （1）由E=BLv求出電動(dòng)勢(shì)，由歐姆定律求出電流，由右手定則判斷出電流方向；
（2）由安培力公式求出安培力，然后由平衡條件求出外力大��；
（3）由電功公式可以求出熱量．

解答 解：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E=BLv=0.2×0.3×20=1.2V，
感應(yīng)電流大�。篒=$\frac{E}{R}$=$\frac{1.2}{0.6}$=2A，
（2）安培力：F_安培=BIL=0.2×2×0.3=0.12N，
導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F=F_安培=0.12N；
（3）R產(chǎn)生的熱量：Q=I²Rt=2²×0.6×10=24J；
答：（1）通過(guò)R的感應(yīng)電流大小為2A；
（2）外力F的大小為0.12N；
（3）電阻R產(chǎn)生的熱量為24J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電流、力、熱量問(wèn)題，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式、焦耳定律、右手定則即可正確解題．