Question

15．如图所示，光滑的金属导轨放在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中．平行导轨的宽度L=0.3m，定值电阻R=0.6Ω．在外力F作用下，导体棒ab以v=20m/s的速度沿着导轨向左匀速运动．导体棒和导轨的电阻不计．求：
（1）通过R的感应电流大小；
（2）外力F的大小．
（3）求在10s内定值电阻产生的焦耳热．

Answer 1

分析 （1）由E=BLv求出电动势，由欧姆定律求出电流，由右手定则判断出电流方向；
（2）由安培力公式求出安培力，然后由平衡条件求出外力大小；
（3）由电功公式可以求出热量．

解答 解：（1）感应电动势：E=BLv=0.2×0.3×20=1.2V，
感应电流大小：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{1.2}{0.6}$=2A，
（2）安培力：F_安培=BIL=0.2×2×0.3=0.12N，
导体棒做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得：F=F_安培=0.12N；
（3）R产生的热量：Q=I²Rt=2²×0.6×10=24J；
答：（1）通过R的感应电流大小为2A；
（2）外力F的大小为0.12N；
（3）电阻R产生的热量为24J．

点评 本题考查了求电流、力、热量问题，应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式、焦耳定律、右手定则即可正确解题．