Question

【题目】小明在做“探讨什么情况下磁可以生电”实验时，连接了如图所示的实验装置，PQ、MN为两平行金属导线，水平放置，相距L，两导轨右侧连接定值电阻R，一金属棒垂直搁在两导轨上，与导轨接触良好，接触点分别为a、b．现把该装置放入一大小、方向均不变的磁场区域内、用力F拉动金属棒沿导轨匀速运动时，在闭合回路可产生感应电流，当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，忽略所有摩擦阻力和除R外其他电阻，则：

（1）当向左拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为__________；

（2）当向右拉动金属棒时，金属棒相当于电源给电阻R供电，则此时金属棒的_____ （选填“a”或“b”）端相当于电源的正极．

（3）小明在做实验时，发现F的大小与PQ、MN间距L、电阻R大小、金属棒运动速度和磁场大小等有关，在保持其它条件不变的情况下，分别改变L、R得到如表实验数据，请根据以下实验数据及你已有的数学、物理知识，写出F与L、R的关系式为：F=_____．

Answer 1

【答案】 b→a b

【解析】（1）由题意知，当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，当向左拉动金属棒时，金属棒运动的方向改变，通过金属棒的电流方向为b→a；

（2）当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，在金属棒的外部电流的方向是从b-a，因为在电源外部，电流的方向从电源的正极流向负极，所以b端相当于电源的正极；

（3）①分析F、L之间关系的数据如下：当L1＝0.2m时，F1＝0.1N，F1和L1的关系式：0.1N＝×0.22N；当L2＝0.4m时，F2＝0.4N，F2和L2的关系式：0.4N＝×0.42N；当L3＝0.6m时，F3＝0.9N，F3和L3的关系式：0.9N＝×0.62N；所以，F、L之间关系式为：F＝×L2N；②分析F、R之间关系的数据如下：当R1＝0.1Ω时，F1＝0.8N，F1和R1的关系式：0.8N＝N；

当R2＝0.2Ω时，F2＝0.4N，F2和R2的关系式：0.4N＝N；当R3＝0.4Ω时，F3＝0.2N，F3和R3的关系式：0.2N＝N；所以，分析F、R之间关系式为：F＝N；根据①②可总结出F、R、L之间的关系：F＝，把F＝0.4N，L＝0.4m，R＝0.2Ω代入，可得出K＝0.5，

所以F、R、L之间的关系：F＝。