Question

如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场．一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直．让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E₁，下落距离为0.8R时电动势大小为E₂．忽略涡流损耗和边缘效应．关于E₁、E₂的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是（ ）

A．E₁＞E₂，a端为正
B．E₁＞E₂，b端为正
C．E₁＜E₂，a端为正
D．E₁＜E₂，b端为正

Answer 1

【答案】分析：根据题意分析知道由铜棒下落，切割磁感线产生感应电动势．
由于下落距离不同，根据磁感线的分布求出铜棒切割磁感线时的有效长度．
再根据E=BLv进行对比．
最后根据右手定则判断出电流方向，根据电源内部电流方向特点找出电源的正负极．
解答：解：根据法拉第电磁感应定律：E=BLv，如下图，


L₁==R，
L₂==R，
又根据v=，v₁==，
v₂==，
所以E₁=BR=BR，
E₂=BR=BR，
所以E₁＜E₂．
再根据右手定则判定电流方向从a到b，在电源内部电流时从电源负极流向正极，
故D正确．
点评：由于铜棒切割磁感线时没有形成回路，所以铜棒做的是自由下落．
对于电源而言，电源内部电流是从电源负极流向正极．