Question

【題目】如圖所示，水平U形光滑框架，寬度為1m，電阻忽略不計，導體棒ab的質量m=0.2Kg，電阻r=0.5Ω，勻強磁場的磁感應強度B=0.2T，方向垂直框架向上，外接電阻R=0.5Ω。現用F=1N的外力由靜止開始向右拉ab棒，當ab棒的速度達到2m/s時，求：

（1）ab棒產生的感應電動勢的大小，并判斷ab電勢高低；

（2）ab棒所受的安培力；

（3）ab棒的加速度。

Answer 1

【答案】（1）E=0.4V；b電勢高；（2）,方向水平向左；（3）,方向水平向右；

【解析】

根據切割產生的感應電動勢公式求出電動勢的大小；結合閉合電路歐姆定律求出回路中電流的大小，從而根據安培力公式求出安培力的大小，通過左手定則判斷出安培力的方向；根據牛頓第二定律求出ab棒的加速度。

（1）根據導體棒切割磁感線的電動勢E=BLv

代入數據解得：E=0.4V；

由右手定則可知：電流方向由a到b，故b電勢高

（2）由閉合電路歐姆定律得回路電流：

ab受安培力： 方向水平向左；
（3） 根據牛頓第二定律得

代入數據可得ab桿的加速度為： 方向水平向右