Question

如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有

如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻．导体棒ab长l=0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T．现在在导体棒ab上施加一个水平向右的力F，使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动时，求：（1）ab中的感应电动势多大？ab中电流的方向如何？（2）若定值电阻R=3.0Ω，导体棒的电阻r=1.0Ω，F多大？

Answer 1

（1）感应电动势：E=Blv=0.4×0.5×10=2V，由右手定则可知，ab中的电流方向为：由b流向a；
（2）感应电流：I=

E

R+r

=

2

3+1

=0.5A，
导体棒受到的安培力：F_安培=BIl=0.4×0.5×0.5=0.1N，
由平衡条件可知，拉力：F=F_安培=0.1N；
答：（1）ab中的感应电动势为2V，ab中电流的方向：由b流向a．
（2）若定值电阻R=3.0Ω，导体棒的电阻r=1.0Ω，F为0.1N．