Question

【题目】如图所示，水平放置的平行金属导轨相距l=0.50m，左端接一电阻R=0.20欧，磁感应强度B=0.40T的匀强磁场，方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦的沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：

（1）ab棒中感应点动势的大小；
（2）回路中感应电流的大小；
（3）ab棒中哪端电势高；
（4）维持ab棒做匀速运动的水平外力F．

Answer 1

【答案】
（1）解：根据法拉第电磁感应定律，ac棒中的感应电动势为：E=Blv=0.40×0.50×4.0V=0.8 V

答：ab棒中感应电动势的大小是0.8V；

（2）解：感应电流大小为：I= A=4A

答：回路中感应电流的大小是4A；

（3）解：杆ab向右运动，磁场的方向向下，由右手定则可知，感应电流的方向由b流向a，所以a端的电势高．

答：a端的电势高；

（4）解：由于ab棒受安培力：FA=BIl=0.40×4×0.50N=0.8N；

导体棒匀速运动，拉力和安培力平衡，故外力的大小为0.8N；

答：维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小是0.8N．

【解析】（1）导体垂直切割磁感线，由磁感应强度B、长度L、速度v，根据公式E=BLv求出感应电动势；（2）ab相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小；（3）由右手定则判断出电动势的高低关系；（4）ab棒做匀速运动，水平外力F与安培力平衡，根据安培力公式F=BIL求解．