Question

3．如图所示，水平放置的金属导轨上放有一根与导轨垂直电阻为5Ω的导体棒，导轨相距0.5m导轨电阻不计，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁感强度为3T，当导体棒以10m/s的速度向右匀速运动时，求：
（1）在图上标出感应电流的方向．
（2）感应电动势的大小．
（3）感应电流的大小．
（4）不计摩擦阻力，水平拉力的大小．

Answer 1

分析 （1）根据右手定则判断出感应电流的方向．
（2）根据E=BLv求出切割产生的感应电动势．
（3）根据欧姆定律求出感应电流的大小．
（4）抓住水平拉力和安培力相等，结合安培力公式求出水平拉力的大小．

解答 解：（1）根据右手定则知，感应电流的方向从上往下看顺时针方向．
（2）感应电动势E=BLv=3×0.5×10V=15V．
（3）感应电流的大小I=$\frac{E}{R}=\frac{15}{5}A=3A$．
（4）导体棒做匀速直线运动，则F=F_A，
安培力F_A=BIL=3×3×0.5N=4.5N，
可知拉力F=4.5N．
答：（1）感应电流的方向如图所示．
（2）感应电动势的大小为15V．
（3）感应电流的大小为3A．
（4）不计摩擦阻力，水平拉力的大小为4.5N．

点评 本题考查了电磁感应与电路的基本运用，掌握切割产生的感应电动势公式以及会运用右手定则或楞次定律判断感应电流的方向．