如圖，在一磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中，垂直於磁場方向水平放置着兩根平行金屬導軌（導軌的電阻不計）．在兩...

問題詳情：

如圖，在一磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中，垂直於磁場方向水平放置着兩根平行金屬導軌（導軌的電阻不計）．在兩根導軌的左端連接一阻值R=0.3Ω的電阻，導軌上有一根長為L=0.1M，電阻為r=0.2Ω的金屬棒AB與導軌正交放置．不計金屬幫與導軌間的摩擦力，當金屬棒以速度v=4m/s向右做勻速運動時，求：

（1）金屬棒AB中電流大小和方向；

（2）電阻R兩端的電壓U；

（3）使金屬棒做勻速運動的水平外力的大小．

【回答】

考點：  導體切割磁感線時的感應電動勢．

專題：  電磁感應與電路結合．

分析：  （1）根據法拉第電磁感應定律求出感應電動勢，由歐姆定律求出電流的大小，由右手定則判斷電流方向．

（2）由公式U=E﹣Ir求出電阻R兩端的電壓U．

（3）導體棒勻速向右滑動時，水平外力與安培力平衡，根據安培力公式和平衡條件求解水平外力F的大小和方向．

解答：  解：（1）金屬棒AB做切割磁感線運動，有：

E=BLv…①

由閉合電路的歐姆定律得：

I=…②

聯立①②解得：

I=0.4A…③

由右手定則可知電流方向由B到A．

（2）電阻R兩端的電壓：

U=IR…④

聯立③④解得：

U=0.12V…⑤

（3）金屬棒做勻速運動，有：

F=FA…⑥

又由於：

FA=BIL…⑦

聯立③⑥⑦解得：F=0.02N

答：（1）金屬棒AB中電流大小為0.4A，方向由B到A；

（2）電阻R兩端的電壓U為0.12V；

（3）使金屬棒做勻速運動的水平外力的大小為0.02N．

點評：  本題是電磁感應與電路、力學知識的綜合，安培力是聯繫力與電磁感應的橋樑，安培力經驗公式F=是常用的式子．

知識點：法拉第電磁感應定律

題型：計算題