Question

11．如圖所示，水平放置的平行金屬導軌，相距l(xiāng)=0.50m，左端接一電阻R=0.20Ω，磁感應強度B=0.40T的勻強磁場方向垂直于導軌平面，導體棒ab垂直放在導軌上，并能無摩擦地沿導軌滑動，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計，當ab以v=4.0m/s的速度水平向右勻速滑動時，求：
（1）ab棒中感應電動勢的大�。�
（2）回路中感應電流的大小和方向；
（3）維持ab棒做勻速運動的水平外力F的大�。�

Answer 1

分析 （1）導體垂直切割磁感線，由磁感應強度B、長度L、速度v，根據(jù)公式E=BLv求出感應電動勢；
（2）ab相當于電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解感應電流大小；
（3）ab棒做勻速運動，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)法拉第電磁感應定律，ab棒中的感應電動勢為
E=Blv    
代入數(shù)據(jù)知
E=0.40×0.50×4.0 V=0.80 V
（2）感應電流大小為I=$\frac{E}{R}$  
即I=$\frac{0.80}{0.20}$ A=4.0 A   
方向：從b 到a
（3）由于ab棒受安培力F=IlB   
代入數(shù)據(jù)知：F=4.0×0.50×0.40 N=0.8 N 
根據(jù)平衡條件知水平外力F′=F=0.8N
答：（1）ab棒中感應電動勢的大小為0.8V；
（2）路中感應電流的大小為4.0A，方向為從b到a；
（3）維持ab棒做勻速運動的水平外力F的大小為0.8N．

點評 本題是電磁感應、電路和磁場知識的綜合，考查分析和解決綜合題的能力．