Question

7．如圖所示，導(dǎo)體棒CD放在光滑水平金屬導(dǎo)軌上，已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 0.4T，方向垂直紙面向里，導(dǎo)體棒長度與導(dǎo)軌寬度恰相等，L=20cm，導(dǎo)體棒的電阻r=10Ω，外接電阻R=30Ω．不計(jì)金屬導(dǎo)軌的電阻．當(dāng)用水平拉力F拉著CD棒以10m/s的速度向右勻速運(yùn)動時(shí)，求：
（1）流經(jīng)CD棒的電流大小及方向；
（2）要維持導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動所需的水平外力多大？

Answer 1

分析 （1）由右手定則可分析電流的方向；根據(jù)E=BLv及閉合電路歐姆定律可求得電壓表及電流表的讀數(shù)；
（2）由F=BIL可求得作用力的大��；

解答 解：（1）由右手定則可知，CD中電流為由D到C；
導(dǎo)體長度L=20cm=0.2m；
導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv=0.4×0.2×10=0.8V；
電流中電流I=$\frac{E}{r+R}$=$\frac{0.8}{10+30}$=0.02A；
（2）安培力的大小F=BIL=0.4×0.02×0.2=1.6×10^-3N；
由左手定則可知，方向向左；
由平衡條件可知，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動所需的水平外力為1.6×10^-3N；方向向右；
答：（1）流經(jīng)CD棒的電流大小為0.02A；方向由D到C；
（2）要維持導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動所需的水平外力為1.6×10^-3N；方向向右；

點(diǎn)評 本題考查導(dǎo)體切割磁感線與閉合電路歐姆定律的綜合，要注意正確分析電路，利用歐姆定律求解電流，根據(jù)平衡條件可確定維持物體勻速運(yùn)動的牽引力大�。�