Question

13．如图所示，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体ab质量是0.2kg，电阻是0.1Ω，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，方向垂直框架向上．现用1N的外力F由静止拉动ab杆，当ab的速度达到1m/s时，求
（ 1 ） 此时感电流的方向和ab 杆产生的感应电动势的大小；
（ 2 ）ab杆加速度的大小．

Answer 1

分析 （1）根据E=BLv求出感应电动势
（2）求出感应电动势从而求出感应电流，根据F_安=BIL求出ab棒所受的安培力．根据牛顿第二定律求出加速度．

解答 解：（1）由右手定则或楞次定律得，导体ab的电流方向由a流向b，根据导体棒切割磁感线的电动势为：
E=BLv=0.1v 
（2）由闭合电路欧姆定律得回路电流为：I=$\frac{E}{R}$
ab所受安培力为：F_安=BIL=0.1N，
根据牛顿第二定律有：F-F_安=ma
得ab杆的加速度为：a=$\frac{F{-F}_{安}}{m}$=4.5m/s²．
答：（ 1 ） 此时感电流的方向为由a流向b，ab 杆产生的感应电动势的大小为0.1v；
（ 2 ）ab杆加速度的大小为4.5m/s²．

点评 解决本题的关键掌握导体切割产生的感应电动势E=BLv，以及熟练运用牛顿第二定律．