Question

【題目】如圖,兩平行金屬導(dǎo)軌置于水平面，相距0.5m，左端與阻值R=2Ω的電阻相連；整個系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2T,方向豎直向下.一質(zhì)量為0.2Kg的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上,在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速度3m/s勻速向右滑動,滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好.已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.2,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略.（g=10m/s2）求

①導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E;

②導(dǎo)體棒受到的安培力的大小FA

③水平外力的大小.

Answer 1

【答案】（1）3V（2）1.5N（3）1.9N

【解析】

（1）根據(jù)E=BLv求解電動勢；（2）根據(jù)F=BIL求解安培力；（3）導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動，則所受的外力等于安培力和摩擦力的合力；

①導(dǎo)體棒上的感應(yīng)電動勢為

解得：E=3V.

②導(dǎo)體棒中的電流：=1.5A.

導(dǎo)體棒所受安培力為FA=BIL=1.5N.

③導(dǎo)體棒所受到的導(dǎo)軌的摩擦力為

由于導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動，作用在導(dǎo)體棒上的外力F滿足力的平衡條件

解得：F=1.9N.