题目
导线ab长为L,绕过O点的垂直轴以匀角速ω转动,aO=,磁感应强度B平行于转轴如图所示。试求(1)ab两端的电势差(2)a,b两端哪一点电势高
导线ab长为L,绕过O点的垂直轴以匀角速ω转动,aO=,磁感应强度B平行于转轴
如图所示。试求
(1)ab两端的电势差
(2)a,b两端哪一点电势高
题目解答
答案

解析
步骤 1:确定导线ab的运动情况
导线ab绕过O点的垂直轴以匀角速ω转动,aO=,即导线ab的长度为L,其中aO=,因此Ob=。
步骤 2:计算导线ab上的感应电动势
由于磁感应强度B平行于转轴,导线ab在转动过程中切割磁感线,产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律,感应电动势为:
${e}_{ab}={\int }_{0}^{\dfrac {2t}{3}}{\omega }^{2}{b}^{2}=\dfrac {2B\omega }{9}{l}^{2}$
步骤 3:确定ab两端的电势差
由于导线ab两端的电势差等于感应电动势,因此ab两端的电势差为:
${U}_{ab}={e}_{ab}=\dfrac {2B\omega }{9}{l}^{2}$
步骤 4:确定a,b两端哪一点电势高
由于导线ab绕过O点的垂直轴以匀角速ω转动,根据右手定则,导线ab上的电流方向为从a到b,因此a端电势高。
导线ab绕过O点的垂直轴以匀角速ω转动,aO=,即导线ab的长度为L,其中aO=,因此Ob=。
步骤 2:计算导线ab上的感应电动势
由于磁感应强度B平行于转轴,导线ab在转动过程中切割磁感线,产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律,感应电动势为:
${e}_{ab}={\int }_{0}^{\dfrac {2t}{3}}{\omega }^{2}{b}^{2}=\dfrac {2B\omega }{9}{l}^{2}$
步骤 3:确定ab两端的电势差
由于导线ab两端的电势差等于感应电动势,因此ab两端的电势差为:
${U}_{ab}={e}_{ab}=\dfrac {2B\omega }{9}{l}^{2}$
步骤 4:确定a,b两端哪一点电势高
由于导线ab绕过O点的垂直轴以匀角速ω转动,根据右手定则,导线ab上的电流方向为从a到b,因此a端电势高。