Question

如圖所示，勻強磁場的磁感強度為0.5T，方向垂直紙面向里，當金屬棒ab在水平恒力作用下沿光滑導軌水平向左勻速運動時，電阻R上消耗的功率為2w，已知電阻R=0.5Ω，導軌間的距離l=0.4m，導軌電阻不計，金屬棒的電阻r=0.1Ω，求：
（1）金屬棒ab中電流的方向；
（2）金屬棒勻速滑動的速度；
（3）水平恒力的大小．

Answer 1

（1）由右手定則可知，金屬棒中的電流方向為：a→b．
（2）電路電流為：I=

P R

=

2 0.5

=2A，
感應電動勢：E=BLv
由歐姆定律得：I=

E

R+r

速度：v=

I(r+R)

BL

=

2×(0.1+0.5)

0.5×0.4

=6m/s；
（3）安培力：F_A=BIL=0.5×2×0.4=0.4N；
根據平衡條件得拉力為：F=F_A=0.4N；
答：（1）金屬棒ab中電流的方向為：a→b；
（2）金屬棒勻速滑動的速度為6m/s；
（3）水平恒力的大小為0.4N．