如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.5m，轨道...

问题详情：

如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.5m，轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中．质量m=0.5kg，电阻r=0.5Ω的导体棒ab垂直于轨道放置．导体棒在沿着轨道方向向右的力F作用下，以速度v=5.0m/s做匀速直线运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直．不计轨道的电阻，不计空气阻力．求：

（1）ab棒产生的感应电动势E；

（2）电阻R上消耗的功率P；

（3）保持导体棒做匀速运动的拉力F的大小．

【回答】

考点：  导体切割磁感线时的感应电动势．

专题：  电磁感应与电路结合．

分析：  （1）由题，导线ab做匀速运动，已知速度大小v，由E=BLv求出感应电动势大小；

（2）再由闭合电路欧姆定律可求出通过电阻的电流大小；根据安培力公式可求出其大小，再由受力平衡可确定外力的大小．

（3）在水平方向上，导线受到拉力和安培力，根据功率的公式可求出安培力的功率．

解答：  解：

（1）导体棒匀速运动，感应电动势E=BLv=0.4×0.5×5.0=1.0V；

（2）导体棒上通过的感应电流 I===1.0A； 

电阻R上消耗的功率P=I2R=12×0.5=0.5W；        

（3）导体棒匀速，受力平衡F=F安

此时，F安=BIL                  

解得：F=0.2N；

答：（1）ab棒产生的感应电动势E为1.0V；

（2）电阻R上消耗的功率P为0.5W；

（3）保持导体棒做匀速运动的拉力F的大小为0.2N．

点评：  本题是导体在导轨上运动类型，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式结合研究．同时运用力的功率公式．

知识点：法拉第电磁感应定律

题型：计算题