Question

如圖所示，水平導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，金屬棒ab和cd的電阻多別為R_ab和R_cd，且R_ab＞R_cd，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬棒cd在力F的作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)。ab在外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，下面說(shuō)法正確的是

1. A.
   U_ab＞U_cd
2. B.
   U_ab=U_cd
3. C.
   U_ab＜U_cd
4. D.
   無(wú)法判斷

Answer 1

B
【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解：因?qū)к壍碾娮璨挥?jì)，金屬棒ah和cd可以等效為兩個(gè)電阻串聯(lián)，而串聯(lián)電路中，電壓的分配跟電阻成正比。因?yàn)镽_ab＞R_ed，所以U_ab＞U_cd，故選A。
cd金屬棒在F的作用下，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)視為電源。U_cd為電源的端電壓，而不是內(nèi)電壓。所以U_cd≠I(mǎi)R_cd，U_cd=ε-IR_cd，不能將abcd等效為兩個(gè)外電阻的串聯(lián)。
【正解】金屬棒在力F的作用下向右作切割磁感線的運(yùn)動(dòng)應(yīng)視為電源，而c、d分別等效為這個(gè)電源的正、負(fù)極，U_cd是電源兩極的路端電壓，不是內(nèi)電壓。又因?yàn)閷?dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，因此金屬棒ab兩端的電壓U_ab也等于路端電壓，即U_cd=U_ab，所以正確的答案應(yīng)選B。
【點(diǎn)評(píng)】電源是將非靜電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。本題中是通過(guò)電磁感應(yīng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成為電能。cd的作用是電源。ab則是外電路中的電阻。畫(huà)出等效電路圖，如圖所示。然后再運(yùn)用恒定電流的知識(shí)進(jìn)行計(jì)算。電磁感應(yīng)的問(wèn)題中經(jīng)常用到這樣的化簡(jiǎn)為直流電路的等效方法。