如图11-10所示,水平导轨的电阻忽略不计,金属棒ab和cd的电阻多别

如图11-10所示,水平导轨的电阻忽略不计,金属棒ab和cd的电阻多别为Rab和Rcd,且Rab>Rcd,处于匀强磁场中。金属棒cd在力F的作用下向右匀速运动。ab在外力作用下处于静止状态,下面说法正确的是                                      [    ]

A.Uab>Ucd

B.Uab=Ucd

C.Uab<Ucd

D.无法判断

答案


解析:

【错误】

因导轨的电阻不计,金属棒ah和cd可以等效为两个电阻串联,而串联电路中,电压的分配跟电阻成正比。因为Rab>Red,所以Uab>Ucd,故选A。

【错解原因】

cd金属棒在F的作用下,做切割磁感线运动,应视为电源。Ucd为电源的端电压,而不是内电压。所以Ucd≠IRcd,Ucd=ε-IRcd,不能将abcd等效为两个外电阻的串联。

【分析解答】

金属棒在力F的作用下向右作切割磁感线的运动应视为电源,而c、d分别等效为这个电源的正、负极,Ucd是电源两极的路端电压,不是内电压。又因为导轨的电阻忽略不计,因此金属棒ab两端的电压Uab也等于路端电压,即Ucd=Uab,所以正确的答案应选B。

【评析】

电源是将非静电能转换成电能的装置。本题中是通过电磁感应将机械能转化成为电能。cd的作用是电源。ab则是外电路中的电阻。画出等效电路图,如图11-11所示。然后再运用恒定电流的知识进行计算。电磁感应的问题中经常用到这样的化简为直流电路的等效方法。

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