Question

【題目】如圖所示，平行金屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距L=0.5m，右端接有阻值R=0.9Ω的電阻，一導體棒ab質量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω，把它垂直放在導軌上，導體棒與金屬導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，導體棒在水平恒力F的作用下以v=4m/s的速度向左勻速運動，并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸，整個裝置處在方向豎直向上磁感應強度B=0.4T的勻強磁場中．導軌電阻不計，求

（1）通過導體棒的電流大小和方向；
（2）恒力F的功率（g取10m/s2）．

Answer 1

【答案】
（1）

設導體棒切割電動勢為E，通過棒的電流為I

則感應電動勢為 E=BLv…①

感應電流為 …②

聯(lián)立①②解得 I=0.8A

由右手定則判斷通過導體棒的電流方向由b流向a．

（2）

導體棒勻速運動時，受力平衡，則

F﹣F安﹣f=0

其中安培力 F安=BIL

摩擦力 f=μmg

又F的功率為 P=Fv

聯(lián)立解得 P=1.44W

【解析】①設導體棒切割電動勢為E ， 通過棒的電流為I
則感應電動勢為 E=BLv…①
感應電流為 …②
聯(lián)立①②解得 I=0.8A
由右手定則判斷通過導體棒的電流方向由b流向a ．
②導體棒勻速運動時，受力平衡，則
F﹣F安﹣f=0
其中安培力 F安=BIL
摩擦力 f=μmg
又F的功率為 P=Fv
聯(lián)立解得 P=1.44W
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解電磁感應現(xiàn)象的相關知識，掌握電磁感應現(xiàn)象的實質是產生感應電動勢，如果回路閉合，則有感應電流，回路不閉合，則只有感應電動勢而無感應電流．