Question

如圖所示，兩根豎直固定的金屬導軌ad和bc相距l(xiāng)=0.2m，另外兩根水平金屬桿MN和EF可沿導軌無摩擦地滑動，MN桿和EF桿的電阻分別為0.2Ω（豎直金屬導軌的電阻不計），EF桿放置在水平絕緣平臺上，回路NMEF置于勻強磁場內，磁場方向垂直于導軌平面向里，磁感應強度B=1T，試求：

（1）EF桿不動，MN桿以0.1m/s的速度向上運動時，桿MN兩端哪端的電勢高？MN兩端電勢差為多大？
（2）當MN桿和EF桿的質量均為m=10^-2kg。MN桿須有多大的速度向上運動時，EF桿將開始向上運動？此時拉力的功率為多大？

Answer 1

（1）M端  0.01V （2）1m/s   0.2W

試題分析：（1）由右手定則可知M端電勢高，N端電勢低。
由法拉第電磁感應定律得
由閉合電路歐姆定律可得
則
（2）由平衡條件知當EF桿開始運動時有
由可得

以此時拉力大小為
則拉力功率為
點評：在電磁感應現象中，判斷電勢的高低常常要區(qū)分是電源和外電路，根據電源的正極電勢比負極電勢高，在外電路中，順著電流方向，電勢降低，運用楞次定律判斷電流方向，確定電勢的高低。本題計算功率的關鍵是EF桿開始運動時有。