Question

7．如图所示，导体棒CD放在光滑水平金属导轨上，已知匀强磁场的磁感应强度为 0.4T，方向垂直纸面向里，导体棒长度与导轨宽度恰相等，L=20cm，导体棒的电阻r=10Ω，外接电阻R=30Ω．不计金属导轨的电阻．当用水平拉力F拉着CD棒以10m/s的速度向右匀速运动时，求：
（1）流经CD棒的电流大小及方向；
（2）要维持导体棒匀速运动所需的水平外力多大？

Answer 1

分析 （1）由右手定则可分析电流的方向；根据E=BLv及闭合电路欧姆定律可求得电压表及电流表的读数；
（2）由F=BIL可求得作用力的大小；

解答 解：（1）由右手定则可知，CD中电流为由D到C；
导体长度L=20cm=0.2m；
导体产生的感应电动势E=BLv=0.4×0.2×10=0.8V；
电流中电流I=$\frac{E}{r+R}$=$\frac{0.8}{10+30}$=0.02A；
（2）安培力的大小F=BIL=0.4×0.02×0.2=1.6×10^-3N；
由左手定则可知，方向向左；
由平衡条件可知，导体棒匀速运动所需的水平外力为1.6×10^-3N；方向向右；
答：（1）流经CD棒的电流大小为0.02A；方向由D到C；
（2）要维持导体棒匀速运动所需的水平外力为1.6×10^-3N；方向向右；

点评 本题考查导体切割磁感线与闭合电路欧姆定律的综合，要注意正确分析电路，利用欧姆定律求解电流，根据平衡条件可确定维持物体匀速运动的牵引力大小．