题目内容

11.如图所示,AB和CD为两根金属棒,长度L都是1m,电阻R都是4Ω,放置在均匀磁场中,已知磁场的磁感应强度B=2T,方向垂直于纸面向里.当两根金属棒在导轨上分别以v1=4m/s和v2=2m/s的速度向左运动时,忽略导轨的电阻,试求:
(1)两金属棒中各自的动生电动势的大小和方向,并在图上标出方向;
(2)金属棒两端的电势差UAB和UCD

分析 (1)根据公式E=BLv求出动生电动势的大小,由右手定则判断动生电动势的方向.
(2)根据电动势的方向,分析得出总电动势,再由欧姆定律求出电路中电流,由欧姆定律求出棒两端的电势差.

解答 解:(1)金属棒AB、CD各自的动生电动势的大小分别为
   E1=BLv1=2×1×4V=8V,方向A→B;
   E2=BLv2=2×1×2V=4V,方向C→D,如图.
(2)电路中电流为 I=$\frac{{E}_{1}-{E}_{2}}{2R}$=$\frac{8-4}{2×4}$A=0.5A
根据感应电流的方向知A端的电势比B端低,C端的电势比D端低,则金属棒两端的电势差分别为
 UAB=UCD=-(E1-IR)=-(8-0.5×4)V=-6V
答:(1)AB金属棒中动生电动势的大小为8V,方向A→B;CD棒中动生电动势为4V,方向C→D,在图上标出方向如图;
(2)金属棒两端的电势差UAB和UCD均是-6V.

点评 本题中存在反电动势,两个动生电动势抵消后得到总电动势,要正确分析金属棒感应电动势的方向,判断电势的高低.

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