Question

【题目】如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s。求：

（1）感应电动势E和感应电流I；

（2）拉力F的大小；

（3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U。

Answer 1

【答案】（1）2.0V ；2A；（2）0.8N；（3）1V

【解析】试题分析：根据切割产生的感应电动势公式求出感应电动势的大小，结合闭合电路欧姆定律求出感应电流；根据导体棒所受的安培力，得出拉力的大小；根据闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小，结合部分电路欧姆定律求出导体棒两端的电压．

（1）根据动生电动势公式得，
故感应电流为。
（2）金属棒匀速运动过程中，所受的安培力大小为。
因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力为：
（3）导体棒两端电压为：．