Question

【題目】發(fā)電機(jī)的原理可以簡(jiǎn)化成如圖所示的電路，導(dǎo)體棒bc在外力作用下沿接觸良好的導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（　　）

A.在導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)體棒內(nèi)自由電子所受洛倫茲力的方向嚴(yán)格由b指向c

B.導(dǎo)體棒內(nèi)大量自由電子所受洛倫茲力沿垂直棒方向的分量之和宏觀上表現(xiàn)為安培力

C.發(fā)電機(jī)工作中，安培力充當(dāng)非靜電力搬運(yùn)電荷做功，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)

D.如果將圖中磁場(chǎng)反向但保持導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向不變，則導(dǎo)體棒所受安培力也反向

Answer 1

【答案】B

【解析】

A．導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中某時(shí)刻，電子具有水平向右的分速度，根據(jù)左手定則可知電子受到b指向c的洛倫茲力，如圖：

電子實(shí)際速度由水平方向上的速度和豎直方向上的速度合成，所以導(dǎo)體棒內(nèi)自由電子所受洛倫茲力的方向不是嚴(yán)格由b指向c，故A錯(cuò)誤；

B．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力為

而電流為

為單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)目，為導(dǎo)體棒橫截面積，每個(gè)電子有向下的分速度，受到的水平洛侖茲力為

所以安培力為

為導(dǎo)體內(nèi)自由電子的總數(shù)，所以導(dǎo)體棒內(nèi)大量自由電子所受洛倫茲力沿垂直棒方向的分量之和宏觀上表現(xiàn)為安培力，故B正確；

C．結(jié)合A、B選項(xiàng)分析可知，發(fā)電機(jī)工作中，洛倫茲力充當(dāng)非靜電力搬運(yùn)電荷從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，故C錯(cuò)誤；

D．不論磁場(chǎng)方向如何，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)過程中閉合回路中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，為了阻礙閉合回路中磁通量的增大，安培力方向始終向左，故D錯(cuò)誤。

故選B。