Question

【題目】如圖所示，U形導線框MNQP水平放置在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場中，磁感線方向與導線框所在平面垂直，導線MN和PQ足夠長，間距為0.5m，橫跨在導線框上的導體棒ab的電阻r=1.0Ω，接在NQ間的電阻R=4.0Ω，電壓表為理想電表，其余電阻不計．若導體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做勻速直線運動，不計導體棒與導線框間的摩擦．

（1）通過電阻R的電流方向如何？
（2）電壓表的示數(shù)為多少？
（3）若某一時刻撤去水平外力，則從該時刻起，在導體棒運動1.0m的過程中，通過導體棒的電荷量為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：根據(jù)右手定則判斷得知，ab中產(chǎn)生的感應電流方向是：b→a，則通過電阻R的電流方向N→Q．

答：通過電阻R的電流方向N→Q．

（2）解：導體棒產(chǎn)生的感應電動勢E=BLv=0.2V，電阻R兩端的電壓U= = =0.16V

答：電壓表的示數(shù)為0.16V．

（3）解：由E= ，I= ，q=I△t得，電量q= = =0.02C

答：若某一時刻撤去水平外力，從該時刻起，在導體棒運動1.0m的過程中，通過導體棒的電荷量為0.02C．

【解析】（1）導體棒ab切割磁感線產(chǎn)生感應電流，根據(jù)右手定則判斷ab中產(chǎn)生的感應電流方向，再分析通過電阻R的電流方向．（2）電壓表測量電阻R兩端的電壓．由E=BLv求出導體棒產(chǎn)生的感應電動勢，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的分配求解電阻R兩端的電壓．（3）根據(jù)法拉第電磁感應定律、歐姆定律、電流與電量的關系式求解通過導體棒的電荷量．
【考點精析】本題主要考查了電磁感應現(xiàn)象和電磁感應與電路的相關知識點，需要掌握電磁感應現(xiàn)象的實質是產(chǎn)生感應電動勢，如果回路閉合，則有感應電流，回路不閉合，則只有感應電動勢而無感應電流；用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小和方向；畫等效電路；運用全電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質，電功率等公式聯(lián)立求解才能正確解答此題．