Question

7．如圖所示，導體棒CD放在光滑水平金屬導軌上，已知勻強磁場的磁感應強度為 0.4T，方向垂直紙面向里，導體棒長度與導軌寬度恰相等，L=20cm，導體棒的電阻r=10Ω，外接電阻R=30Ω．不計金屬導軌的電阻．當用水平拉力F拉著CD棒以10m/s的速度向右勻速運動時，求：
（1）流經CD棒的電流大小及方向；
（2）要維持導體棒勻速運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E=BLv及閉合電路歐姆定律可求得電壓表及電流表的讀數；
（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；
導體長度L=20cm=0.2m；
導體產生的感應電動勢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，導體棒勻速運動所需的水平外力為1.6×10^-3N；方向向右；
答：（1）流經CD棒的電流大小為0.02A；方向由D到C；
（2）要維持導體棒勻速運動所需的水平外力為1.6×10^-3N；方向向右；

點評 本題考查導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，根據平衡條件可確定維持物體勻速運動的牽引力大�。�