Question

如圖所示，水平導軌的電阻忽略不計，金屬棒ab和cd的電阻多別為R_ab和R_cd，且R_ab＞R_cd，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

B

【錯解分析】錯解：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R_ab＞R_ed，所以U_ab＞U_cd，故選A。
cd金屬棒在F的作用下，做切割磁感線運動，應視為電源。U_cd為電源的端電壓，而不是內電壓。所以U_cd≠IR_cd，U_cd=ε-IR_cd，不能將abcd等效為兩個外電阻的串聯。
【正解】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，U_cd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U_ab也等于路端電壓，即U_cd=U_ab，所以正確的答案應選B。
【點評】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。