Question

如圖，處于同一水平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，相距為L(zhǎng)，左端連接有阻值為R的電阻。一導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，電阻值也為R，回路中其余電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。

當(dāng)導(dǎo)體棒ab受水平外力作用以速度v勻速向右滑動(dòng)時(shí)，求：

 (1)導(dǎo)體棒中的電流大小及方向。

 (2)導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率。

 (3)水平外力F的大小和方向。

 

Answer 1

【答案】

（1）（2）（3）

【解析】（1）根據(jù)右手定則，導(dǎo)體棒中的電流方向?yàn)閎流向a    (2分)

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，E=BvL         ①    (2分)

則導(dǎo)體棒中的電流大小    ②  (2分)

（2）導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率     ③ (2分)

聯(lián)立②③可解得：     ④       (2分)

（3）由于導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動(dòng)，故水平外力F等于安培力F_安

則水平外力F=F_安 =ILB=    ⑤  (3分)

方向水平向右(1分)

本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，首先求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)把本題轉(zhuǎn)化為恒定電流問(wèn)題，由閉合電路歐姆定律求解