Question

如圖所示，在足夠長(zhǎng)的兩條平行金屬導(dǎo)軌的左端接有一個(gè)定值電阻R₀=0.6Ω，兩導(dǎo)軌間的距離L=0.5m，在虛線區(qū)域內(nèi)有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，兩虛線間距離S=1.0m．兩根完全相同的金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直放置，兩金屬棒用一長(zhǎng)為2.0m的絕緣輕桿連接．棒與導(dǎo)軌間無(wú)摩擦，兩金屬棒電阻均為r=0.3Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．現(xiàn)使兩棒在外力作用下以v=5.0m/s的速度向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域．則（　�。�

• A、當(dāng)ab棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，通過(guò)cd棒的電流方向?yàn)閐→c
• B、當(dāng)cd棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，通過(guò)ab棒的電流大小為1.0A
• C、從cd棒剛進(jìn)磁場(chǎng)到ab棒剛離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，外力做的功為0.4J
• D、從cd棒剛進(jìn)磁場(chǎng)到ab棒剛離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，外力做的功為0.2J

Answer 1

分析：感應(yīng)電流的方向可根據(jù)楞次定律或右手定則判斷；感應(yīng)電流大小由閉合電路歐姆定律和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式 E=BLv求解；由公式F=BIL求出兩棒所受的安培力大小，由于棒勻速運(yùn)動(dòng)，即可得到外力的大小，由功的公式W=FS求解外力做功．

解答：解：A、當(dāng)ab棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由右手定則可知通過(guò)cd棒的電流方向?yàn)閏→d，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)cd棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，通過(guò)cd棒的電流大小為：I=

E

r+ rR0 r+R0

=

BLv

r+ rR0 r+R0

=

0.2×0.5×5

0.3+ 0.3×0.6 0.3+0.6

=1A
通過(guò)ab棒的電流大小為：I_ab=

R0

R0+r

I=

0.6

0.6+0.3

×1.0A=

2

3

A．故B錯(cuò)誤；
C、D、從cd棒剛進(jìn)磁場(chǎng)到ab棒剛離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，克服安培力做功即為外力做功，大小為：
W=2BILS=2×0.2×1×0.5×1=0.2J，故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng)：考查學(xué)生運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律處理實(shí)際問(wèn)題的能力．要弄清電路的結(jié)構(gòu)，抓住切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，其他部分電路中外電路．