Question

6．如圖所示，兩根光滑足夠長的平行金屬導軌MN和PQ水平放置，間距為0.1m，其右端接入一個阻值R=4Ω的定值電阻，金屬軌道的電阻忽略不計．將此框架放在水平面上，空間有垂直軌道平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B=0.1T，一個內(nèi)阻r=1Ω的金屬桿在恒力F的作用下以5m/s的速度在軌道上向右勻速運動，求：
（1）由于金屬桿運動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？
（2）此時閉合回路中的感應(yīng)電流有多大？
（3）為保持桿勻速運動，對桿施加的拉力F有多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)導體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=BLv可求得電動勢；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可求得感應(yīng)電流大小；
（3）金屬桿做勻速運動，根據(jù)平衡條件可求得對桿施加的拉力F的大�。�

解答 解：（1）金屬桿切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢：
E=BLv=0.1×0.1×5=0.05V；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，
回路中的感應(yīng)電流：$I=\frac{E}{R+r}=\frac{0.05}{1+4}=0.01A$，
（3）金屬桿做勻速運動，根據(jù)平衡條件可得，拉力與安培力相等，
則有：
F=BIL=0.1×0.01×0.1=1×10^-4N
答：（1）由于金屬桿運動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為0.05V；
（2）此時閉合回路中的感應(yīng)電流有0.01A；
（3）為保持桿勻速運動，對桿施加的拉力F有1×10^-4N．

點評 本題考查導體切割磁感線產(chǎn)生電動勢與電路和受力分析相結(jié)合的題目，要注意明確電路結(jié)構(gòu)，將金屬桿視為電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律即可正確求解．