题目内容

【题目】如图所示,水平面上有两根相距0.5m的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R的定值电阻.导体棒ab长L=0.5m,其电阻为r,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T.现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动.

(1)ab中的感应电动势多大?
(2)若定值电阻R=3.0Ω,导体棒的电阻r=1.0Ω,则对ab棒施加的水平拉力有多大?方向如何?

【答案】
(1)解:感应电动势:E=BLv=0.4×0.5×10=2V;

答:ab中的感应电动势2V;


(2)解:ab棒受到的安培力:F安培=BIL= = =0.1N,

棒做匀速运动,由平衡条件得:F=F安培=0.1N,

由左手定则可知,安培力水平向左,则拉力水平向右;

答:对ab棒施加的水平拉力为0.1N,方向水平向右.


【解析】(1)由E=BLv求出感应电动势.(2)由欧姆定律求出电流,由安培力公式求出安培力,由平衡条件求出拉力大小与方向.
【考点精析】解答此题的关键在于理解电磁感应与力学的相关知识,掌握用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;求回路中电流强度;分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向);列动力学方程或平衡方程求解.

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