Question

【題目】如圖所示，U形導(dǎo)線框MNQP水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，導(dǎo)線MN和PQ足夠長(zhǎng)，間距為0.5m，橫跨在導(dǎo)線框上的導(dǎo)體棒ab的電阻r=1.0Ω，接在NQ間的電阻R=4.0Ω，電壓表為理想電表，其余電阻不計(jì)．若導(dǎo)體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)線框間的摩擦．

（1）通過(guò)電阻R的電流方向如何？
（2）電壓表的示數(shù)為多少？
（3）若某一時(shí)刻撤去水平外力，則從該時(shí)刻起，在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)1.0m的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：根據(jù)右手定則判斷得知，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是：b→a，則通過(guò)電阻R的電流方向N→Q．

答：通過(guò)電阻R的電流方向N→Q．

（2）解：導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=0.2V，電阻R兩端的電壓U= = =0.16V

答：電壓表的示數(shù)為0.16V．

（3）解：由E= ，I= ，q=I△t得，電量q= = =0.02C

答：若某一時(shí)刻撤去水平外力，從該時(shí)刻起，在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)1.0m的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量為0.02C．

【解析】（1）導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則判斷ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，再分析通過(guò)電阻R的電流方向．（2）電壓表測(cè)量電阻R兩端的電壓．由E=BLv求出導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的分配求解電阻R兩端的電壓．（3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、電流與電量的關(guān)系式求解通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了電磁感應(yīng)現(xiàn)象和電磁感應(yīng)與電路的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流，回路不閉合，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流；用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向；畫(huà)等效電路；運(yùn)用全電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解才能正確解答此題．