Question

如图所示，两根竖直固定的金属导轨ad和bc相距l=0.2m，另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动，MN杆和EF杆的电阻分别为0.2Ω（竖直金属导轨的电阻不计），EF杆放置在水平绝缘平台上，回路NMEF置于匀强磁场内，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度B=1T，试求：

（1）EF杆不动，MN杆以0.1m/s的速度向上运动时，杆MN两端哪端的电势高？MN两端电势差为多大？
（2）当MN杆和EF杆的质量均为m=10^-2kg。MN杆须有多大的速度向上运动时，EF杆将开始向上运动？此时拉力的功率为多大？

Answer 1

（1）M端  0.01V （2）1m/s   0.2W

试题分析：（1）由右手定则可知M端电势高，N端电势低。
由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律可得
则
（2）由平衡条件知当EF杆开始运动时有
由可得

以此时拉力大小为
则拉力功率为
点评：在电磁感应现象中，判断电势的高低常常要区分是电源和外电路，根据电源的正极电势比负极电势高，在外电路中，顺着电流方向，电势降低，运用楞次定律判断电流方向，确定电势的高低。本题计算功率的关键是EF杆开始运动时有。