Question

（2004?江苏）如图所示，U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直，导线MN和PQ足够长，间距为0.5m，横跨在导线框上的导体棒ab的电阻r=1.0Ω，接在NQ间的电阻R=4．OΩ，电压表为理想电表，其余电阻不计．若导体棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做匀速直线运动，不计导体棒与导线框间的摩擦．
（1）通过电阻R的电流方向如何？
（2）电压表的示数为多少？
（3）若某一时刻撤去水平外力，则从该时刻起，在导体棒运动1.0m的过程中，通过导体棒的电荷量为多少？

Answer 1

分析：（1）导体棒ab切割磁感线产生感应电流，根据右手定则判断ab中产生的感应电流方向，再分析通过电阻R的电流方向．
（2）电压表测量电阻R两端的电压．由E=BLv求出导体棒产生的感应电动势，根据串联电路电压的分配求解电阻R两端的电压．
（3）根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流与电量的关系式求解通过导体棒的电荷量．

解答：解：
（1）根据右手定则判断得知，ab中产生的感应电流方向是：b→a，则通过电阻R的电流方向N→Q．
（2）导体棒产生的感应电动势E=BLv=0.2V，电阻R两端的电压U=

R

R+r

E=

4

4+1

×0.2V=0.16V
（3）由E=

△Φ

△t

，I=

E

R+r

，q=I△t得，电量q=

△Φ

R+r

=

BLS

R+r

=0.02C
答：
（1）通过电阻R的电流方向N→Q．
（2）电压表的示数为0.16V．
（3）若某一时刻撤去水平外力，从该时刻起，在导体棒运动1.0m的过程中，通过导体棒的电荷量为0.02C．

点评：本题是电磁感应与电路知识的综合，常规题．对于电磁感应中复杂的电路问题常常要画等效电路研究．