【题目】在电磁感应现象中,感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感 应电动势的那部分导体就相当于“电源”,在“电源”内部非静电力做功将其它形式 的能转化为电能。

(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B,金属棒ab的长度为L,在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e

a.请根据电子受力情况,在图中画出包含ff1的力的平行四边形,并求出电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功;

b.根据电动势的定义,求金属棒产生的感应电动势。

(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场,该电场为涡旋电场,其电场线是一系列 同心圆,单个圆上的电场强度大小处处相等,如图乙所示。在某均匀变化的磁场 中,将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点ab引出两根导线,与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来,如图丙所示。金属圆环的电阻为R0,圆环两端点ab间的距离可忽略不计,除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I,电子的电荷量为e,求:

a.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小;

b.分析说明在感生电场中能否象静电场一样建立“电势”的概念。

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