Question

11．如圖所示，兩根相距d=0.2m的平行金屬光滑長導軌固定在同一水平面內，并處于豎直方向的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0.2T，導軌上橫放著兩根金屬細桿AB、CD構成矩形回路，每條金屬細桿的電阻均為r=0.25Ω．回路中其余部分的電阻可不計．已知兩金屬細桿在平行于導軌的拉力作用下沿導軌朝相反方向勻速平移，速度大小都是v=5m/s．則（　　）

• A． 回路中的電流強度為I=0.4A
• B． A、B兩點之間的電勢差為0
• C． 作用于每條細桿上的拉力為F=1.6×10^-2N
• D． 作用于每條細桿上的拉力的功率為P=8.0×10^-2W

Answer 1

分析 A、根據E=BLv求解每個桿的感應電動勢，根據閉合電路歐姆定律求解電流．
B、根據歐姆定律，即可求解AB兩點電勢差；
C、根據F_A=BIL求解安培力，根據平衡條件得到拉力；
D、依據P=Fv，即可求解拉力的功率．

解答 解：A、每個桿的感應電動勢：E₁=E₂=Bdv=0.20×0.20×5.0=0.20V
回路中感應電動勢E=E₁+E₂=2Bdv=0.4V，感應電流為I=$\frac{E}{2r}$=$\frac{0.4}{2×0.25}$A=0.8A，故A錯誤；
B、依據A、B兩點之間的電勢差U_AB=$\frac{E}{2}$=0.2V，故B正確；
C、金屬桿勻速平移時，拉力等于安培力，兩桿所受的拉力大小相等，
而安培力大小為F₁=F₂=BId=3.2×10^-2 N，故C錯誤；
D、根據功率表達式P=Fv=3.2×10^-2×5=0.16W，故D錯誤；
故選：B．

點評 本題關鍵是明確兩個棒做切割磁感線運動，相當于兩節電場串聯，然后根據切割公式、安培力公式、平衡條件和功率表達式列式求解．