题目内容
两根平行光滑金属导轨MN和PQ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R=5.0Ω，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）金属棒ab两端的电压．
（2）拉力F的大小．
（3）电阻R上消耗的电功率．
分析：（1）金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势，由公式E=BLv求出，由欧姆定律求得电路中电流，并求出ab两端的电压．
（2）棒匀速运动时，拉力F与安培力平衡，由F=BIL求得安培力，即可得到拉力F．
（3）电阻R上消耗的电功率P=I2R．
（2）棒匀速运动时，拉力F与安培力平衡，由F=BIL求得安培力，即可得到拉力F．
（3）电阻R上消耗的电功率P=I2R．
解答：解：（1）金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势E=BLv=0.50×0.60×10V=3V
电路中的电流I=
=
A=0.5A
金属棒ab两端的电压U=IR=0.5×5.0V=2.5V
（2）金属棒ab所受的安培力FA=BIL=0.50×0.5×0.60N=0.15N
因金属棒匀速运动，则有F=FA=0.15N
（3）电阻R上消耗的电功率P=I2R=0.52×5.0W=1.25W
答：
（1）金属棒ab两端的电压是2.5V．
（2）拉力F的大小是0.15N．
（3）电阻R上消耗的电功率是1.25W．
电路中的电流I=
| E |
| R+r |
| 3 |
| 5.0+1.0 |
金属棒ab两端的电压U=IR=0.5×5.0V=2.5V
（2）金属棒ab所受的安培力FA=BIL=0.50×0.5×0.60N=0.15N
因金属棒匀速运动，则有F=FA=0.15N
（3）电阻R上消耗的电功率P=I2R=0.52×5.0W=1.25W
答：
（1）金属棒ab两端的电压是2.5V．
（2）拉力F的大小是0.15N．
（3）电阻R上消耗的电功率是1.25W．
点评：本题关键要掌握法拉第定律、欧姆定律、安培力公式等等电磁感应常用的规律，属于基础题．
练习册系列答案
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