Question

【題目】如圖，水平U形光滑框架，寬度為1m，電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=0.5Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，方向垂直框架向上．現(xiàn)用F=1N的外力由靜止開(kāi)始向右拉ab棒，當(dāng)ab棒的速度達(dá)到2m/s時(shí)，求：

（1）ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大��；

（2）ab棒所受安培力的大小和方向；

（3）ab棒加速度的大小和方向．

Answer 1

【答案】（1）ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為0.4V．

（2）ab棒所受的安培力為0.16N，方向水平向左．

（3）ab棒的加速度為4.2m/s2，方向水平向右

【解析】試題分析：（1）根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv，求出電動(dòng)勢(shì)的大�。�

（2）結(jié)合閉合電路歐姆定律求出回路中電流的大小，從而根據(jù)安培力公式求出安培力的大小，通過(guò)左手定則判斷出安培力的方向．

（3）根據(jù)牛頓第二定律求出ab棒的加速度．

解：（1）根據(jù)導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)的電動(dòng)勢(shì) E=BLV

代入數(shù)據(jù)解得：E=0.2×1×2V=0.4V

（2）由閉合電路歐姆定律得回路電流：I==A=0.8A

ab受安培力：F安=BIL=0.2×0.8×1N=0.16N

方向水平向左

（3）根據(jù)牛頓第二定律得ab桿的加速度為：a===4.2m/s2

方向水平向右

答：

（1）ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為0.4V．

（2）ab棒所受的安培力為0.16N，方向水平向左．

（3）ab棒的加速度為4.2m/s2，方向水平向右．