Question

6．如圖所示，寬度為L=0.20m的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω電阻．導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.50T．一根導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度v=10m/s，在運(yùn)動(dòng)過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直．求：
（1）在導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒和電阻組成的閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流．
（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力大�。�
（3）在導(dǎo)體棒移動(dòng)30cm的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）由E=BLv求出導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，由歐姆定律求出感應(yīng)電流，由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向；
（2）由F=BIL求出導(dǎo)體棒受到的安培力，然由平衡條件求出拉力；
（3）由能量守恒定律求出撤去拉力后產(chǎn)生的焦耳熱．

解答 解：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢為：E=BLv=0.50×0.20×10V=1.0V
由歐姆定律：I=$\frac{E}{R}=\frac{1}{1}A=1A$
由右手定則可知，電流方向：從N到M；
（2）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，安培力與拉力平衡，即有：
F=BIL=0.50×1.0×0.20N=0.1N，
（3）由能量守恒定律有：Q=W_A=F_Ax=0.1×0.3J=0.03J
答：（1）通過MN的感應(yīng)電流的大小為1.0A，電流方向：從N到M；（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力功率為1W；（3）回路中產(chǎn)生的焦耳熱為0.03J．

點(diǎn)評(píng) 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路中產(chǎn)生的熱量等于外力克服安培力所做的功；在解題時(shí)要注意歐姆定律的綜合題目，要熟練掌握各規(guī)律的應(yīng)用．