Question

3．如圖所示，水平放置的長直平行金屬導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m，導(dǎo)軌電阻不計(jì)． 金屬棒ab電阻r=0.2Ω，定值電阻R=1Ω，整個裝置處于磁感強(qiáng)度B=0.6T的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)金屬棒在水平拉力作用下以v=4m/s的速度勻速向左運(yùn)動時，求：
（1）金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小；    
（2）金屬棒ab中感應(yīng)電流的方向；
（3）電阻R兩端的電壓．               
（4）金屬棒受到的水平拉力．

Answer 1

分析 （1）由E=BLv可以求出感應(yīng)電動勢；
（2）由右手定則可以判斷出感應(yīng)電流方向；
（3）由歐姆定律可以電阻兩端電壓；
（4）由安培力公式可以求出安培力，然后由平衡條件求出拉力．

解答 解：（1）感應(yīng)電動勢：E=Blv=0.6×0.5×4=1.2V；
（2）由右手定則可知，感應(yīng)電流由a流向b；
（3）感應(yīng)電流：I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{1.2}{1+0.2}$=1A，
電阻R兩端電壓：U=IR=1×1=1V；
（4）金屬棒受到的安培力：F_安培=BIl=0.6×1×0.5=0.3N，
由平衡條件可知，拉力：F=F_安培=0.3N；
答：（1）金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為1.2V；    
（2）金屬棒ab中感應(yīng)電流的方向：由a流向b；
（3）電阻R兩端的電壓為1V．               
（4）金屬棒受到的水平拉力為0.3N．

點(diǎn)評 本題是電磁感應(yīng)、電學(xué)與力學(xué)相結(jié)合的綜合題，難度不大，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式與右手定則可以解題．