题目
在外力作用下一导体杆在稳恒磁场中运动,导体杆上产生了动生电动势,该动生电动势中非静电起源的作用力是A. 安培力 。B. 静电场力 。C. 洛伦兹力 。D. 外力 。
在外力作用下一导体杆在稳恒磁场中运动,导体杆上产生了动生电动势,该动生电动势中非静电起源的作用力是
A. 安培力 。
B. 静电场力 。
C. 洛伦兹力 。
D. 外力 。
题目解答
答案
C. 洛伦兹力 。
解析
考查要点:本题主要考查对动生电动势产生机制的理解,特别是区分不同力在其中的作用性质。
解题核心思路:
动生电动势的本质是磁场中的运动电荷受到洛伦兹力作用,导致电荷分离。在这一过程中,洛伦兹力是非静电起源的力,而后续形成的静电场才会产生静电场力。需注意区分不同力的作用对象和性质。
破题关键点:
- 动生电动势的来源:导体切割磁感线时,自由电荷因运动而受洛伦兹力偏转。
- 非静电力的定义:题目要求的是非静电场产生的力,而洛伦兹力属于磁场对运动电荷的作用,不属于静电场力。
动生电动势的形成过程:
- 初始阶段:导体杆在外力作用下运动,内部自由电荷(如自由电子)因惯性相对于导体运动。
- 洛伦兹力作用:运动电荷在磁场中受洛伦兹力($F = q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})$)作用,发生偏转,导致电荷分离。
- 静电场形成:电荷分离形成静电场,此时电荷受静电场力($F = q\mathbf{E}$)。
- 平衡状态:当静电场力与洛伦兹力达到平衡($q\mathbf{E} = q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})$),导体两端形成稳定的电动势。
选项分析:
- A. 安培力:安培力是磁场对电流整体的作用力,属于宏观表现,非直接作用于电荷的力。
- B. 静电场力:由电荷分离产生的静电场引起,属于静电起源的力,不符合题意。
- C. 洛伦兹力:磁场对运动电荷的直接作用力,是非静电起源的,正确。
- D. 外力:推动导体运动的力,作用对象是导体整体,非电荷本身。