在金属圆环内部关于圆心O对称的四个区域内存在与环面垂直的匀强磁场,其中垂直环面向里的磁场磁感应强度为B,垂直环面向外的磁场磁感应强度为2B,环的半径为L,一根长也为L、

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

在金属圆环内部关于圆心O对称的四个区域内存在与环面垂直的匀强磁场,其中垂直环面向里的磁场磁感应强度为B,垂直环面向外的磁场磁感应强度为2B,环的半径为L,一根长也为L、电阻为r的金属棒一端连在O点,另一端连在环上,绕O点以角速度ω在环面内作逆时针旋转,若将O点和环上一点A接入如图的电路中,图中电阻阻值为R,电压表为理想表,环中电阻不计.求:
(1)画出金属棒中的电流(以金属棒中从O流向A为正方向)
(2)电压表的读数是多少?

魔方格

◎ 答案

(1)在向里的磁场中运动时,E1=
1
2
BL2ω,I1=
E1
R+r
=
BL2ω
2(R+r)
;感应电流方向A→O;
在向外的磁场中运动时,E2=Bl2ω,I2=
E2
R+r
=
BL2ω
R+r
;感应电流方向O→A;
画出金属棒中的电流图象如图所示.

魔方格

(2)交流电电压有效值为U,则有:
 
(
1
2
BL2ω)2
R+r
×
π
+
(BL2ω)2
R+r
×
π
=
U2
R+r
×2×
π

∴U=

10
4
BL2ω

∴电压表读数U′=
R
R+r
U
=
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