Question

如图所示，在水平面内固定一光滑“U”型导轨，导轨间距L=1m，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.5T．一导体棒以v₀=2m/s的速度向右切割匀强磁场，导体棒在回路中的电阻r=0.3Ω，定值电阻R=0.2Ω，其余电阻忽略不计．求：

（1）回路中产生的感应电动势；

（2）R上消耗的电功率；

（3）若在导体棒上施加一外力F，使导体棒保持匀速直线运动，求力F的大小和方向．

Answer

（1）回路中产生的感应电动势为1V；（2）R上消耗的电功率为0.8W；（3）外力大小为你1N，方向向右．

【解析】【解析】
（1）回路中产生的感应电动势：

E=BLv0=0.5×1×2=1V；

（2）电路中的电流：I===2A，

R上消耗的电功率P=I2R=0.8W；

（3）安培力：FB=BIL=0.5×2×1=1N，

由左手定则可知，安培力向左，

由平衡条件得：F=FB=1N，

力F的大小的方向水平向右．

答：（1）回路中产生的感应电动势为1V；（2）R上消耗的电功率为0.8W；（3）外力大小为你1N，方向向右．

【点评】本题是一道电磁学、电学与力学的综合题，应用E=BLv、欧姆定律、电功率公式、平衡条件即可正确解题．