| 动生电动势 题目答案及解析

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选修3-2

第四章 电磁感应

4.5 电磁感应现象的两类情况

动生电动势

如图为一种交流发电装置的示意图,长度为$2L$、间距为$L$的两平行金属电极固定在同一水平面内,两电极之间的区域$I$和区域Ⅱ有竖直方向的磁场,磁感应强度大小均为$B$、方向相反,区域$I$边界是边长为$L$的正方形,区域Ⅱ边界是长为$L$、宽为$0.5L$的矩形。传送带从两电极之间以速度$v$匀速通过,传送带上每隔$2L$固定一根垂直运动方向、长度为$L$的导体棒,导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为$(\qquad)$

["

$BLv$

","

$\\dfrac{\\sqrt{2}BLv}{2}$

","

$\\dfrac{3BLv}{2}$

","

$\\dfrac{\\sqrt{10}BLv}{4}$

"]
[["D"]]

由题意可知导体棒通过磁场区域过程需要的时间,即周期为$T=\dfrac{2L}{v}$

导体棒通过区域$I$时,产生的电动势大小为$E_{1}=BLv$,经过的时间为$t_{1}=\dfrac{L}{v}$

导体棒通过区域Ⅱ时,产生的电动势大小为$E_{2}=B \times 0.5Lv$,经过的时间为$t_{2}=\dfrac{L}{v}$

根据有效值的定义有$\dfrac{E_{1}^{2}}{R}t_{1}+\dfrac{E_{2}^{2}}{R}t_{2}=\dfrac{E_{有}^{2}}{R}T$

带入数据可得$E_{有}=\dfrac{\sqrt{10}BLv}{4}$

故选:$\rm D$

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