单选题
直导体垂直于磁力线运动时,感应电动势e()。
A
为0
B
最大
C
最小
答案解析
正确答案:B
解析:
好的,我们来分析一下这道题目。
### 题目背景
题目描述的是一个直导体在磁场中运动的情况。根据法拉第电磁感应定律,当导体在磁场中运动时,会在导体内产生感应电动势(即电压)。感应电动势的大小与导体的运动方向、速度以及磁场的强度有关。
### 选项分析
- **A. 为0**:如果导体的运动方向与磁力线平行,那么导体切割磁力线的速度为零,因此不会产生感应电动势。但题目中明确指出导体是垂直于磁力线运动的,所以这个选项不正确。
- **B. 最大**:当导体垂直于磁力线运动时,导体切割磁力线的速度最大,因此产生的感应电动势也最大。这是正确的选项。
- **C. 最小**:如果导体的运动方向与磁力线平行,感应电动势会最小(甚至为零),但题目中已经说明导体是垂直于磁力线运动的,所以这个选项也不正确。
### 为什么选B
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势 \( e \) 的大小可以用以下公式表示:
\[ e = B \cdot l \cdot v \cdot \sin(\theta) \]
其中:
- \( B \) 是磁感应强度,
- \( l \) 是导体的长度,
- \( v \) 是导体的运动速度,
- \( \theta \) 是导体运动方向与磁力线之间的夹角。
当导体垂直于磁力线运动时,\( \theta = 90^\circ \),此时 \( \sin(90^\circ) = 1 \),所以感应电动势达到最大值。
### 示例
假设有一个直导体在磁场中运动,磁场的磁感应强度为 \( B = 0.5 \, \text{T} \),导体的长度为 \( l = 1 \, \text{m} \),导体的运动速度为 \( v = 2 \, \text{m/s} \)。
- 如果导体垂直于磁力线运动(\( \theta = 90^\circ \)),则:
\[ e = 0.5 \, \text{T} \times 1 \, \text{m} \times 2 \, \text{m/s} \times \sin(90^\circ) = 1 \, \text{V} \]
- 如果导体平行于磁力线运动(\( \theta = 0^\circ \)),则:
\[ e = 0.5 \, \text{T} \times 1 \, \text{m} \times 2 \, \text{m/s} \times \sin(0^\circ) = 0 \, \text{V} \]
通过这个示例可以看出,当导体垂直于磁力线运动时,感应电动势最大。
希望这个解释对你有所帮助!
相关知识点:
直导体垂直磁力线电动势最大
