Question

1．如图所示，宽度为L=0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值R=1Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B=5T．一根质量m=100g的导体棒MN放在导轨上，并与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直．求：
（1）导体棒MN产生感应电动势的大小，以及通过导体棒MN的电流方向；
（2）在闭合回路中产生的感应电流的大小；
（3）作用在导体棒上的拉力的大小．

Answer 1

分析 （1）由E=BLv求出导体棒切割磁感线产生的感应电动势．运用右手定则判断感应电流方向．
（2）由欧姆定律求出感应电流的大小；
（2）由F=BIL求出导体棒受到的安培力，然由平衡条件求出拉力．

解答 解：（1）感应电动势为：
E=BLv=5×0.2×10V=10V
由右手定则判断知，通过导体棒MN的电流方向N到M．
（2）感应电流的大小为：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{10}{1}$A=10A
（3）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡，则有：
F=BIL=5×10×0.2N=10N   
答：（1）导体棒MN产生感应电动势的大小为10V，通过导体棒MN的电流方向N到M．
（2）在闭合回路中产生的感应电流的大小为10A．
（3）作用在导体棒上的拉力的大小为10N．

点评 本题中电磁感应中常见问题，关键要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式等等电磁感应基本规律．