Question

如圖所示，在水平面內固定一光滑“U”型導軌，導軌間距L=1m，整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中，磁感強度B=0.5T．一導體棒以v₀=2m/s的速度向右切割勻強磁場，導體棒在回路中的電阻r=0.3Ω，定值電阻R=0.2Ω，其余電阻忽略不計．求：
（1）回路中產生的感應電動勢；
（2）R上消耗的電功率；
（3）若在導體棒上施加一外力F，使導體棒保持勻速直線運動，求力F的大小和方向．

Answer 1

（1）回路中產生的感應電動勢：
E=BLv₀=0.5×1×2=1V；
（2）電路中的電流：I=

E

R+r

=

1

0.2+0.3

=2A，
R上消耗的電功率P=I²R=0.8W；
（3）安培力：F_B=BIL=0.5×2×1=1N，
由左手定則可知，安培力向左，
由平衡條件得：F=F_B=1N，
力F的大小的方向水平向右．
答：（1）回路中產生的感應電動勢為1V；（2）R上消耗的電功率為0.8W；（3）外力大小為你1N，方向向右．