Question

19．如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距L=0.50m，左端接一R=0.20Ω的電阻，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場中，方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計，當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度水平向右勻速滑動時，求：
（1）ab棒中感應(yīng)電動勢的大�。�
（2）回路中感應(yīng)電流的大�。�
（3）維持ab棒做勻速運(yùn)動的水平外力F的大�。�

Answer 1

分析 （1）導(dǎo)體垂直切割磁感線，由磁感應(yīng)強(qiáng)度B、長度L、速度v，根據(jù)公式E=BLv求出感應(yīng)電動勢；
（2）ab相當(dāng)于電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解感應(yīng)電流大小；
（3）ab棒做勻速運(yùn)動，水平外力F與安培力平衡，根據(jù)安培力公式F=BIL求解．

解答 解：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，ab棒中的感應(yīng)電動勢為 E=Blv=0.40×0.50×4.0 V=0.80 V．
（2）感應(yīng)電流的大小為 $I=\frac{E}{R}=\frac{0.80}{0.20}$A=4.0 A．
（3）ab棒受安培力 F′=BIl=0.40×4.0×0.50 N=0.80 N
由平衡條件可知，對ab棒所加外力F應(yīng)與F′大小相等，方向相反．則F=0.8N
答：
（1）ab棒中感應(yīng)電動勢的大小為0.80 V．   
（2）回路中感應(yīng)電流的大小為4.0 A．   
（3）維持ab棒做勻速運(yùn)動的水平外力F的大小為0.80 N．

點(diǎn)評 本題是電磁感應(yīng)、電路和磁場知識的綜合，關(guān)鍵要掌握法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和安培力公式等電磁感應(yīng)的基本規(guī)律．