题目
助,则导体-|||-解图 28-2 所示,AB直导体在均匀磁场中以图示的速度越-|||-中非静电场的大小和方向为 【-|||-(A)vB,沿导线由A指向B-|||-圆-|||-(B)vBsinα,沿导线由A指向B-|||-(C)vB,纸面内垂直运动方向向上-|||-(D)vBsina,纸面内垂直运动方向向下-|||-圆 哪 绳-|||-B-|||-嘴 圈-|||-圈-|||-物 黑 离-|||-图 28-2
题目解答
答案
解析
本题考查动生电动势的产生条件及非静电场的方向判断。关键点在于:
- 导体切割磁感线:当导体在磁场中运动时,若其运动方向与磁场方向不平行,则导体内的自由电荷会受到洛伦兹力作用,导致电荷重新分布,形成非静电场。
- 有效速度分量:只有垂直于磁场方向的速度分量(即$v_{\perp}=v\sin a$)会参与切割磁感线,产生电动势。
- 右手定则:非静电场的方向由导体运动方向与磁场方向的叉积决定,最终形成沿导线的电场。
关键步骤分析
- 确定有效速度分量
导体运动方向与磁场方向的夹角为$a$,则有效速度分量为$v_{\perp}=v\sin a$。 - 计算非静电场大小
非静电场的场强大小为$E=v_{\perp}B=vB\sin a$。 - 判断电场方向
根据右手定则,导体内的正电荷受力方向为$v \times B$的方向。若磁场方向垂直于纸面向外,导体运动方向与磁场方向夹角为$a$,则有效速度分量垂直于磁场方向,最终形成沿导线由A指向B的电场。
选项辨析
- 选项A:$vB$,方向由A→B。
当$a=90^\circ$(速度方向与磁场方向垂直)时,$\sin a=1$,此时$E=vB$,方向符合右手定则。 - 选项B:$vB\sin a$,方向由A→B。
该选项未考虑$a=90^\circ$的特殊情况,与题目中“图示速度”隐含的垂直关系矛盾。 - 选项C、D:方向与运动方向垂直,与题意不符。