Question

2．如圖所示，框架內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，導(dǎo)軌間距L=0.4m，左端接有阻值為R=0.4Ω的電阻，一阻值r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，金屬棒在水平向右的拉力F的作用下，以速度v=2.0m/s向右做勻速直線運(yùn)動．求：
①導(dǎo)體棒兩端的電壓；
②拉力F的大小．

Answer 1

分析 ①先計算出感應(yīng)電動勢，再根據(jù)電路情況，利用歐姆定律求解導(dǎo)體棒兩端的電壓，其實(shí)就電阻R兩端的電壓；
②金屬棒做勻速直線運(yùn)動，隱含條件就是此時拉力F的大小與金屬棒受到的安培力相等，方向相反而已；

解答 解：①導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：
E=BLv=0.4V
故導(dǎo)體棒上的感應(yīng)電流為：
I=$\frac{E}{R+r}=0.8A$，
故導(dǎo)體棒兩端的電壓為：
U=IR=0.8A×0.4Ω=0.32V
②金屬棒做勻速直線運(yùn)動，即拉力F的大小與金屬棒受到的安培力大小相等，方向相反
F=F_安=BIL=0.5×0.8×0.4N=0.16N
答：①導(dǎo)體棒兩端的電壓為0.32V；
②拉力F的大小為0.16N．

點(diǎn)評 本題考查導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動勢以及電路的歐姆定律，計算導(dǎo)體棒兩端電壓時要注意兩端電壓不是電動勢大小，而是相當(dāng)于電路的路端電壓，另外求解拉力F的大小時注意挖掘題目的隱含條件．