Question

【题目】如图,两平行金属导轨置于水平面，相距0.5m，左端与阻值R=2Ω的电阻相连；整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为2T,方向竖直向下.一质量为0.2Kg的导体棒置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨以速度3m/s匀速向右滑动,滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.2,导轨和导体棒的电阻均可忽略.（g=10m/s2）求

①导体棒切割磁感线产生的感应电动势E;

②导体棒受到的安培力的大小FA

③水平外力的大小.

Answer 1

【答案】（1）3V（2）1.5N（3）1.9N

【解析】

（1）根据E=BLv求解电动势；（2）根据F=BIL求解安培力；（3）导体棒做匀速直线运动，则所受的外力等于安培力和摩擦力的合力；

①导体棒上的感应电动势为

解得：E=3V.

②导体棒中的电流：=1.5A.

导体棒所受安培力为FA=BIL=1.5N.

③导体棒所受到的导轨的摩擦力为

由于导体棒做匀速直线运动，作用在导体棒上的外力F满足力的平衡条件

解得：F=1.9N.