Question

如图所示，在B=0.2T的匀强磁场中，用恒力F作用在电阻为0.5Ω的金属杆ab上，杆以速度v=5m/s匀速向右平移，R=1.5Ω，导轨间距L=0.2m且光滑并电阻不计，求
（1）此时ab中感应电动势的大小等于多少伏？
（2）通过ab杆的电流大小和方向？
（3）恒力F的大小？

Answer 1

分析：（1）导体ab垂直切割磁感线，已知磁感应强度B、长度L、速度v，由公式E=BLv求出感应电动势的大小．
（2）ab相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小．由右手定则判断感应电流的方向．
（3）ab棒做匀速运动，恒力F与安培力平衡，根据安培力公式F=BIL求解．

解答：解：（1）根据法拉第电磁感应定律，ab棒中感应电动势大小为
    E=BLυ=0.2×0.2×5V=0.2V
（2）根据闭合电路欧姆定律，感应电流大小为 I=

E

R+r

=

0.2

1.5+0.5

A=0.1A
由右手定则可知，ab杆的电流的方向为b→a．
（3）由于ab棒向右匀速运动，恒力F应与ab棒所受的安培力F_安等值反向．即
  F=F_安=BIL=0.2×0.1×0.2N=0.004N
答：（1）此时ab中感应电动势的大小等于0.2V．（2）通过ab杆的电流大小为0.1A，电流方向b→a．（3）恒力F的大小为0.004N．

点评：本题是电磁感应、电路和磁场知识的综合运用，掌握电磁感应与电路、磁场的基本规律是解题的关键．