Question

4．如圖所示，水平面上固定一個(gè)間距L=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌，整個(gè)導(dǎo)軌處在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌一端接阻值R=9Ω的電阻，導(dǎo)軌上有一電阻r=1Ω，長(zhǎng)度也為1m的導(dǎo)體棒在外力的作用下沿平行導(dǎo)軌向左方向勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好．求：
（1）流過(guò)電阻R的電流方向；
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒的速度v=4m/s時(shí)，流過(guò)導(dǎo)體棒的電流大��；
（3）當(dāng)導(dǎo)體棒的速度v=4m/s時(shí)，導(dǎo)體棒受到的外力大�。�

Answer 1

分析 （1）由右手定則判斷經(jīng)過(guò)導(dǎo)體棒的電流方向，而后判斷出流過(guò)電阻R的電流方向
（2）由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由歐姆定律求出感應(yīng)電流，然后由安培力公式求出導(dǎo)體棒受到的安培力．
（3）在導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，外力與安培力大小相等．

解答 解：（1）由右手定則判斷經(jīng)過(guò)導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)橄蛳�，故流過(guò)電阻R的電流方向向上．
（2）由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=BLv=1×1×4V=4V
由閉合電路歐姆定律得：I=$\frac{E}{R+r}=\frac{4}{9+1}A=0.4A$
（3）導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，外力與安培力大小相等，故F=BIL=1×0.4×1N=0.4N
答：（1）流過(guò)電阻R的電流方向向上；
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒的速度v=4m/s時(shí)，流過(guò)導(dǎo)體棒的電流大小0.4A；
（3）當(dāng)導(dǎo)體棒的速度v=4m/s時(shí)，導(dǎo)體棒受到的外力大小0.4N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求安培力、電阻產(chǎn)生的焦耳熱，分析清楚導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式、基礎(chǔ)題．