Question

如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ，相距L =0.50 m，导轨左端接一电阻 R = 0.20Ω，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ac垂直导轨放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当ac棒以v = 4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：

（1）ac棒中感应电动势的大小；

（2）回路中感应电流的大小和方向；

（3）维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小和方向。

Answer 1

（1）根据法拉第电磁感应定律，ac棒中的感应电动势为

　　 E = BLυ = 0.40 × 0.50 × 4.0 V = 0.80V                              （2分）

（2）根据闭合电路欧姆定律，感应电流大小为  I =  =  A = 4.0A     （1分）

由右手定则可知，回路中感应电流的方向为aMRPca（或逆时针方向）  （1分）

（3）当ac棒向右匀速运动时，ac棒中有由c向a的电流，根据左手定则可知ac棒所受的磁场力F安水平向左。为维持ac棒做匀速运动，应施加一个与F安等值反向的水平外力F。即

F =F安     = BIL = 0.40 × 4.0 × 0.50N = 0.80N                           （1分）

方向水平向右