Question

2．如图所示，框架内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，导轨间距L=0.4m，左端接有阻值为R=0.4Ω的电阻，一阻值r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，金属棒在水平向右的拉力F的作用下，以速度v=2.0m/s向右做匀速直线运动．求：
①导体棒两端的电压；
②拉力F的大小．

Answer 1

分析 ①先计算出感应电动势，再根据电路情况，利用欧姆定律求解导体棒两端的电压，其实就电阻R两端的电压；
②金属棒做匀速直线运动，隐含条件就是此时拉力F的大小与金属棒受到的安培力相等，方向相反而已；

解答 解：①导体棒上产生的感应电动势为：
E=BLv=0.4V
故导体棒上的感应电流为：
I=$\frac{E}{R+r}=0.8A$，
故导体棒两端的电压为：
U=IR=0.8A×0.4Ω=0.32V
②金属棒做匀速直线运动，即拉力F的大小与金属棒受到的安培力大小相等，方向相反
F=F_安=BIL=0.5×0.8×0.4N=0.16N
答：①导体棒两端的电压为0.32V；
②拉力F的大小为0.16N．

点评 本题考查导体切割磁感线的感应电动势以及电路的欧姆定律，计算导体棒两端电压时要注意两端电压不是电动势大小，而是相当于电路的路端电压，另外求解拉力F的大小时注意挖掘题目的隐含条件．