Question

（2010?寧夏）如圖所示，兩個(gè)端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對(duì)的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直．讓銅棒從靜止開(kāi)始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時(shí)銅棒中電動(dòng)勢(shì)大小為E₁，下落距離為0.8R時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小為E₂．忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng)．關(guān)于E₁、E₂的大小和銅棒離開(kāi)磁場(chǎng)前兩端的極性，下列判斷正確的是（　�。�

A．E₁＞E₂，a端為正

B．E₁＞E₂，b端為正

C．E₁＜E₂，a端為正

D．E₁＜E₂，b端為正

Answer 1

分析：根據(jù)題意分析知道由銅棒下落，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．
由于下落距離不同，根據(jù)磁感線的分布求出銅棒切割磁感線時(shí)的有效長(zhǎng)度．
再根據(jù)E=BLv進(jìn)行對(duì)比．
最后根據(jù)右手定則判斷出電流方向，根據(jù)電源內(nèi)部電流方向特點(diǎn)找出電源的正負(fù)極．

解答：解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLv，如下圖，


L₁=2

R2-(0.2R)2

=2

0.96

R，
L₂=2

R2-(0.8R)2

=2

0.36

R，
又根據(jù)v=

2gh

，v₁=

2g?0.2R

=2

R

，
v₂=

2g?0.8R

=4

R

，
所以E₁=4

0.96R

BR，
E₂=8

0.36R

BR=4

0.36×4R

BR，
所以E₁＜E₂．
再根據(jù)右手定則判定電流方向從a到b，在電源內(nèi)部電流時(shí)從電源負(fù)極流向正極，
故D正確．

點(diǎn)評(píng)：由于銅棒切割磁感線時(shí)沒(méi)有形成回路，所以銅棒做的是自由下落．
對(duì)于電源而言，電源內(nèi)部電流是從電源負(fù)極流向正極．