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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.5m，左端接一电阻R=0.2Ω，磁感应强度B=0.4T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直于导轨放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ac棒以v=4.0m/s的水平速度向右匀速滑动时，求：
    （1）ac棒中感应电动势的大小？
    （2）回路中感应电流的大小和方向？
    （3）维持ac棒匀速运动所需的水平外力F的大小和方向？
    （4）如果作用在ac棒上的外力突然减小到F′，试简要讨论ac棒以后的运动情况．
    分析：由法拉第电磁感应定律求ac棒中的感应电动势；
    由右手定则判断回路中感应电流的方向，由欧姆定律求感应电流的大小；
    由平衡条件水平外力F的大小等于安培力大小，由安培力公式求出安培力大小即可；
    解答：解：（1）根据法拉第电磁感应定律，ac棒中的感应电动势为：
    E=BLv=0.40×0.50×4.0=0.80v
    （2）由右手定则可知，回路中感应电流的方向为aRca，感应电流大小为：
    I=
    E
    R
    =
    0.80
    0.20
    =4.0A
    （3）当ac棒向右匀速运动时，ac棒中有由c向a的电流，根据左手定则可知ac棒所受的磁场力F1水平向左，为维持ac棒做匀速运动，应添加一个与F1等值反向的水平外力F，
    即：F=F1=BIL=0.40×4.0×0.50=0.80N
    （4）当外力突然减小为F′后，M棒做减速运动，速度减小，由E=BLv，I=
    E
    R
    和F1=BIL可知，E、I、F1也同时减小，当F1减小到与F′大小相等后，ac棒以比v较小的速度做匀速运动．
    答：（1）ac棒中感应电动势的大小为0.80v．
    （2）回路中感应电流的大小为4.0A电流的方向为aRca．
    （3）维持ac棒匀速运动所需的水平外力F的大小为0.80N，方向向右．
    （4）如果作用在ac棒上的外力突然减小到F′，ac棒以后的运动情况为先减速后匀速．
    点评：本题是电磁感应、电路和磁场知识的综合，考查分析和解决综合题的能力．
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    BS
    BS
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    0
    0
    ．

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    （2）P、Q之间的距离L．

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