Question

如图所示，一U形光滑金属框的可动边AC长0.1m，匀强磁场的磁感强度为0.5T．在一水平力F的作用下，AC以8m/s的速度匀速水平向右运动，电阻R为4Ω，AC的电阻为1Ω（其它电阻均不计）．求：
（1）感应电动势的大小及方向；
（2）水平拉力F的大小；
（3）电阻R两端的电压．

Answer 1

分析：（1）由E=BLv求出感应电动势大小，由右手定则可以判断出感应电动势的方向；
（2）由欧姆定律求出电路电流，由安培力公式求出安培力大小，由平衡条件求出拉力大小；
（3）由欧姆定律求出R两端电压．

解答：解：（1）AC切割磁感线产生的感应电动势：
E=BLv=0.5×0.1×8=0.4V，
由右手定则可知，C是电源的正极，A是电源负极；
（2）电路电流：I=

E

r+R

=

0.4

1+4

=0.08A，
安培力F_B=BIL=0.5×0.08×0.1=4×10^-3N，
AC匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件可得：
水平拉力：F=F_B=4×10^-3N；
（3）电阻R两端电压：
U=IR=0.08×4=0.32V；
答：（1）感应电动势的大小为：0.4V，C是电源的正极，A是电源负极；（2）水平拉力F的大小为4×10^-3N；（3）电阻R两端的电压为0.32V．

点评：本题考查了求感应电动势、拉力、电压等问题，应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式、平衡条件即可正确解题，要注意基础知识的掌握．