Question

如图所示，匀强磁场的磁感强度为0.5T，方向垂直纸面向里，当金属棒ab在水平恒力作用下沿光滑导轨水平向左匀速运动时，电阻R上消耗的功率为2w，已知电阻R=0.5Ω，导轨间的距离l=0.4m，导轨电阻不计，金属棒的电阻r=0.1Ω，求：
（1）金属棒ab中电流的方向；
（2）金属棒匀速滑动的速度；
（3）水平恒力的大小．

Answer 1

（1）由右手定则可知，金属棒中的电流方向为：a→b．
（2）电路电流为：I=

P R

=

2 0.5

=2A，
感应电动势：E=BLv
由欧姆定律得：I=

E

R+r

速度：v=

I(r+R)

BL

=

2×(0.1+0.5)

0.5×0.4

=6m/s；
（3）安培力：F_A=BIL=0.5×2×0.4=0.4N；
根据平衡条件得拉力为：F=F_A=0.4N；
答：（1）金属棒ab中电流的方向为：a→b；
（2）金属棒匀速滑动的速度为6m/s；
（3）水平恒力的大小为0.4N．