Question

【题目】如图所示，U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直，导线MN和PQ足够长，间距为0.5m，横跨在导线框上的导体棒ab的电阻r=1.0Ω，接在NQ间的电阻R=4.0Ω，电压表为理想电表，其余电阻不计．若导体棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做匀速直线运动，不计导体棒与导线框间的摩擦．

（1）通过电阻R的电流方向如何？
（2）电压表的示数为多少？
（3）若某一时刻撤去水平外力，则从该时刻起，在导体棒运动1.0m的过程中，通过导体棒的电荷量为多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：根据右手定则判断得知，ab中产生的感应电流方向是：b→a，则通过电阻R的电流方向N→Q．

答：通过电阻R的电流方向N→Q．

（2）解：导体棒产生的感应电动势E=BLv=0.2V，电阻R两端的电压U= = =0.16V

答：电压表的示数为0.16V．

（3）解：由E= ，I= ，q=I△t得，电量q= = =0.02C

答：若某一时刻撤去水平外力，从该时刻起，在导体棒运动1.0m的过程中，通过导体棒的电荷量为0.02C．

【解析】（1）导体棒ab切割磁感线产生感应电流，根据右手定则判断ab中产生的感应电流方向，再分析通过电阻R的电流方向．（2）电压表测量电阻R两端的电压．由E=BLv求出导体棒产生的感应电动势，根据串联电路电压的分配求解电阻R两端的电压．（3）根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流与电量的关系式求解通过导体棒的电荷量．
【考点精析】本题主要考查了电磁感应现象和电磁感应与电路的相关知识点，需要掌握电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流；用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；画等效电路；运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解才能正确解答此题．