Question

【題目】小明在做“探討什么情況下磁可以生電”實驗時，連接了如圖所示的實驗裝置，PQ、MN為兩平行金屬導線，水平放置，相距L，兩導軌右側(cè)連接定值電阻R，一金屬棒垂直擱在兩導軌上，與導軌接觸良好，接觸點分別為a、b．現(xiàn)把該裝置放入一大小、方向均不變的磁場區(qū)域內(nèi)、用力F拉動金屬棒沿導軌勻速運動時，在閉合回路可產(chǎn)生感應電流，當向右拉動金屬棒時，通過金屬棒的電流方向為a→b，忽略所有摩擦阻力和除R外其他電阻，則：

（1）當向左拉動金屬棒時，通過金屬棒的電流方向為__________；

（2）當向右拉動金屬棒時，金屬棒相當于電源給電阻R供電，則此時金屬棒的_____ （選填“a”或“b”）端相當于電源的正極．

（3）小明在做實驗時，發(fā)現(xiàn)F的大小與PQ、MN間距L、電阻R大小、金屬棒運動速度和磁場大小等有關(guān)，在保持其它條件不變的情況下，分別改變L、R得到如表實驗數(shù)據(jù)，請根據(jù)以下實驗數(shù)據(jù)及你已有的數(shù)學、物理知識，寫出F與L、R的關(guān)系式為：F=_____．

Answer 1

【答案】 b→a b

【解析】（1）由題意知，當向右拉動金屬棒時，通過金屬棒的電流方向為a→b，當向左拉動金屬棒時，金屬棒運動的方向改變，通過金屬棒的電流方向為b→a；

（2）當向右拉動金屬棒時，通過金屬棒的電流方向為a→b，在金屬棒的外部電流的方向是從b-a，因為在電源外部，電流的方向從電源的正極流向負極，所以b端相當于電源的正極；

（3）①分析F、L之間關(guān)系的數(shù)據(jù)如下：當L1＝0.2m時，F1＝0.1N，F1和L1的關(guān)系式：0.1N＝×0.22N；當L2＝0.4m時，F2＝0.4N，F2和L2的關(guān)系式：0.4N＝×0.42N；當L3＝0.6m時，F3＝0.9N，F3和L3的關(guān)系式：0.9N＝×0.62N；所以，F、L之間關(guān)系式為：F＝×L2N；②分析F、R之間關(guān)系的數(shù)據(jù)如下：當R1＝0.1Ω時，F1＝0.8N，F1和R1的關(guān)系式：0.8N＝N；

當R2＝0.2Ω時，F2＝0.4N，F2和R2的關(guān)系式：0.4N＝N；當R3＝0.4Ω時，F3＝0.2N，F3和R3的關(guān)系式：0.2N＝N；所以，分析F、R之間關(guān)系式為：F＝N；根據(jù)①②可總結(jié)出F、R、L之間的關(guān)系：F＝，把F＝0.4N，L＝0.4m，R＝0.2Ω代入，可得出K＝0.5，

所以F、R、L之間的關(guān)系：F＝。