(12分)如图所示,AB、CD是水平放置的光滑导轨,轨距为L=0.5m,两轨间接有电阻R=4Ω,另有一金属棒PQ恰好横跨在导轨上,并与导轨保持良好接触。已知PQ棒的电阻为1Ω,其它电阻

◎ 题目

(12分)如图所示,AB、CD是水平放置的光滑导轨,轨距为L=0.5m,两轨间接有电阻R=4Ω,另有一金属棒PQ恰好横跨在导轨上,并与导轨保持良好接触。已知PQ棒的电阻为1Ω,其它电阻不计。若整个装置处在B=0.5T、方向垂直向里的匀强磁场中,现将PQ棒以V=10m/s的速度水平向右作匀速运动。

求:(1)PQ棒产生的感应电动势大小EPQ
(2)维持PQ棒作匀速运动所需水平外力的大小和方向。

◎ 答案

(1)EPQ=2.5V(2)F="0.125N" 方向向右

◎ 解析


试题分析:(1)由题意知:PQ棒产生的感应电动势大小为EPQ,则:
EPQ=B×L×V=0.5×0.5×10v="2.5v"  
(2)闭合电路中的电流为I,则:
I=EPQ/(R+r)=2.5/(4+1)A="0.5°"
而金属棒PQ受到的安培力大小为F,由公式F=BIL得:
F=0.5×0.5×0.5N=0.125N 方向水平向左
维持PQ棒作匀速运动的水平外力应与安培力F大小相等,方向相反
所以,外力的大小为0.125N,方向水平向右。
点评:本题考查了电磁感应定律,切割磁感线产生的感应电动势的计算,并通过受力分析得出外力大小和方向。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)如图所示,AB、CD是水平放置的光滑导轨,轨距为L=0.5m,两轨间接有电阻R=4Ω,另有一金属棒PQ恰好横跨在导轨上,并与导轨保持良好接触。已知PQ棒的电阻为1Ω,其它电阻…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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