Question

【題目】兩根平行光滑金屬導軌MN和PQ水平放置，其間距為0.40m，磁感應強度為0.50T的勻強磁場垂直軌道平面向下，兩導軌之間連接的電阻R＝1.0Ω。在導軌上有一電阻為1.0Ω的金屬棒ab，金屬棒與導軌垂直，如圖所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的水平速度勻速向右運動。設金屬導軌足夠長。求：

（1）金屬棒ab兩端的電壓。

（2）拉力F的大小。

（3）電阻R上消耗的電功率。

Answer 1

【答案】（1）1.0V（2）0.2N（3）1.0W

【解析】（1）金屬棒ab切割磁感線產生的感應電動勢E=BLv=0.50×0.40×10V=2V
電路中的電流

金屬棒ab兩端的電壓U=IR=1.0×1V=1.0V
（2）金屬棒ab所受的安培力FA=BIL=0.50×1.0×0.40N=0.20N
因金屬棒勻速運動，則有F=FA=0.20N
（3）電阻R上消耗的電功率P=I2R=1.02×1W=1.0W