题目内容

【题目】两根平行光滑金属导轨MNPQ水平放置,其间距为0.60m,磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻R5.0Ω,在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab,金属棒与导轨垂直,如图所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的速度向右匀速运动。设金属导轨足够长,导轨电阻不计。求:

(1)电阻R上电流的方向;

(2)金属棒ab两端的电压;

(3)拉力F的大小。

【答案】(1)电流方向向下;(2)2.5V(3)0.15N

【解析】

(1)根据右手定则可得通过ab的电流方向由ba,则通过R的电流方向向下;

(2)金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势为

E=BLv=0.50×0.60×10V=3V

电路中的电流为

金属棒ab两端的电压为

U=IR=0.5×5.0V=2.5V

(3)金属棒ab所受的安培力为

FA=BIL=0.50×0.5×0.60N=0.15N

因金属棒匀速运动,则有

F=FA=0.15N

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