如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中.一导体

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  • 解题思路:(1)外电路是:ad、dc、cb三边电阻串联后再与ab边电阻并联构成,竖直方向上ab边与cd边所受安培力均向上,根据受力平衡列方程即可求解,注意并联电路中电流与电阻关系.

    (2)根据闭合电路欧姆定律求出电源的电动势,根据E=BLv,即可求出导体棒的速度.

    (3)ef切割磁感线,作为电源处理,其电势差等于路端电压.

    (1)设通过正方形金属框的总电流为I,ab边的电流为Iab,dc边的电流为Idc,有:Iab=

    3

    4IIdc=

    1

    4I

    金属框受重力和安培力,处于静止状态,有:mg=B2IabL2+B2IdcL2

    联立三式解得:Iab=

    3mg

    4B2L2;

    (2)由(1)可得:I=

    mg

    B2L2

    设导体杆切割磁感线产生的电动势为E,有:E=B1L1v

    ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联,回路的总电阻为R,则:R=

    7

    4r

    根据闭合电路欧姆定律,有:I=

    E

    R

    联立解得:v=

    7mg

    4B1B2L1L2

    (3)ef为电源,其电势差等于路端电压;且e端电势低于f端;

    故电势差:

    Uef=−I

    3r

    4=−

    3mgr

    4B2L2

    答:(1)通过ab边的电流I是

    3mg

    4B2L2

    (2)导体杆ef的运动速度v是

    7mg

    4B1B2L1L2;

    (3)ef两点之间的电势差Uef-

    3mgr

    4B2L2.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电磁感应中的能量转化.

    考点点评: 本题易错点为不能正确分析外电路的串并联情况,从而不能正确分析安培力大小最后导致错误.对于电磁感应与电路的结合问题一定分析整个电路的组成情况,然后根据闭合电路的欧姆定律求解.

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