Question

如圖11－10所示，水平導軌的電阻忽略不計，金屬棒ab和cd的電阻多別為Rab和Rcd，且Rab＞Rcd，處于勻強磁場中。金屬棒cd在力F的作用下向右勻速運動。ab在外力作用下處于靜止狀態，下面說法正確的是                                      [    ]

A．Uab＞Ucd

B．Uab=Ucd

C．Uab＜Ucd

D．無法判斷

Answer 1

解析:

【錯誤】

因導軌的電阻不計，金屬棒ah和cd可以等效為兩個電阻串聯，而串聯電路中，電壓的分配跟電阻成正比。因為Rab＞Red，所以Uab＞Ucd，故選A。

【錯解原因】

cd金屬棒在F的作用下，做切割磁感線運動，應視為電源。Ucd為電源的端電壓，而不是內電壓。所以Ucd≠IRcd，Ucd=ε-IRcd，不能將abcd等效為兩個外電阻的串聯。

【分析解答】

金屬棒在力F的作用下向右作切割磁感線的運動應視為電源，而c、d分別等效為這個電源的正、負極，Ucd是電源兩極的路端電壓，不是內電壓。又因為導軌的電阻忽略不計，因此金屬棒ab兩端的電壓Uab也等于路端電壓，即Ucd=Uab，所以正確的答案應選B。

【評析】

電源是將非靜電能轉換成電能的裝置。本題中是通過電磁感應將機械能轉化成為電能。cd的作用是電源。ab則是外電路中的電阻。畫出等效電路圖，如圖11-11所示。然后再運用恒定電流的知識進行計算。電磁感應的問題中經常用到這樣的化簡為直流電路的等效方法。