Question

【題目】發電機的原理可以簡化成如圖所示的電路，導體棒bc在外力作用下沿接觸良好的導軌向右勻速運動，下列說法正確的是（　　）

A.在導體棒向右運動的過程中，導體棒內自由電子所受洛倫茲力的方向嚴格由b指向c

B.導體棒內大量自由電子所受洛倫茲力沿垂直棒方向的分量之和宏觀上表現為安培力

C.發電機工作中，安培力充當非靜電力搬運電荷做功，產生電動勢

D.如果將圖中磁場反向但保持導體棒運動方向不變，則導體棒所受安培力也反向

Answer 1

【答案】B

【解析】

A．導體棒運動過程中某時刻，電子具有水平向右的分速度，根據左手定則可知電子受到b指向c的洛倫茲力，如圖：

電子實際速度由水平方向上的速度和豎直方向上的速度合成，所以導體棒內自由電子所受洛倫茲力的方向不是嚴格由b指向c，故A錯誤；

B．通電導線在磁場中受到的安培力為

而電流為

為單位體積內的自由電子數目，為導體棒橫截面積，每個電子有向下的分速度，受到的水平洛侖茲力為

所以安培力為

為導體內自由電子的總數，所以導體棒內大量自由電子所受洛倫茲力沿垂直棒方向的分量之和宏觀上表現為安培力，故B正確；

C．結合A、B選項分析可知，發電機工作中，洛倫茲力充當非靜電力搬運電荷從而產生電動勢，故C錯誤；

D．不論磁場方向如何，導體棒向右運動過程中閉合回路中的磁通量增大，根據楞次定律，為了阻礙閉合回路中磁通量的增大，安培力方向始終向左，故D錯誤。

故選B。