EJU 2004 年第 1 回 物理 第 16 题

考点
电磁感应定律
领域
电磁学
难度
简单
标准答案
②

解析摘要

标准解析

动生电动势给大小,楞次定律定方向

设导体棒长度为ℓ\ell,右移速率为vv,匀强磁场大小为BB,方向向纸外。棒扫过磁场产生动生电动势ε=Bℓv\varepsilon=B\ell v。导轨与棒电阻忽略,回路只有电阻RR,故电流大小I=ε/R=vBℓ/RI=\varepsilon/R=vB\ell/R。方向可用磁通变化判断:棒向右使左侧闭合回路面积增加,向纸外的磁通随之增加。感应电流要产生向纸内的磁场以阻碍增加,由右手定则,环流应为顺时针。顺时针回路在右侧棒内向下M→N,在左侧电阻中则向上Q→P。因此所求电阻电流为vBℓ/RvB\ell/R、Q→P。也可用正电荷受力核查:v\mathbf v向右、B\mathbf B向外,v×B\mathbf v\times\mathbf B向下,N端电势较高,外电流从N沿下轨流向Q,再经电阻上行。两条路线一致。棒长越大,切割电动势越大,所以ℓ\ell应在分子;不能把棒内电流方向直接当作左侧电阻方向。

这里的“向纸面上方”应结合圆点符号理解为离开纸面,而不是沿图上的竖直向上。磁场方向若读错,电流方向会整体反转,而大小仍可能算对。电阻所在左边与棒所在右边属于同一环流的两侧,竖直方向当然相反,沿一圈连续追踪是避免混淆的关键。

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