Question

如圖所示，平行光滑導(dǎo)軌MN和M′N′置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻可以忽略不計．導(dǎo)軌的左端通過電阻忽略不計的導(dǎo)線接一阻值為R的定值電阻．金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，其阻值也為R．導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中．當金屬棒ab在導(dǎo)軌上以某一速度向右做勻速滑動時，定值電阻R兩端的電壓為U．
（1）判斷M和M′哪端電勢高？
（2）求金屬棒ab在導(dǎo)軌上滑動速度的大小．

Answer 1

分析：（1）當金屬棒ab在導(dǎo)軌上以某一速度向右做勻速滑動時，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當于電源，由右手定則判斷出感應(yīng)電流方向，即可知道M端和M′端電勢的高低．
（2）定值電阻R兩端的電壓U是外電壓，由于ab的電阻也等于R，則知，ab棒所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=2U，由E=Blv可求出速度．

解答：解：（1）由右手定則可知，感應(yīng)電流方向為b→a，R是外電路，所以M端電勢高．      
（2）金屬棒ab切割磁感線感生的感應(yīng)電動勢E=Blv
由題意分析可知：ab棒與R的電阻相等，則E=2U
解得：v=

2U

Bl

答：
（1）M端電勢高．
（2）金屬棒ab在導(dǎo)軌上滑動速度的大小為

2U

Bl

．

點評：本題是電磁感應(yīng)與電路知識的綜合，關(guān)鍵是分清R的電壓是內(nèi)電壓還是外電壓．