如图所示,半径为r的导体圆环位于纸面内,O为圆心.环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场,两磁场的磁感应强度的大小均为B,方向相反且均与纸面垂.导体杆OM可绕O转

◎ 题目

如图所示,半径为r的导体圆环位于纸面内,O为圆心.环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场,两磁场的磁感应强度的大小均为B,方向相反且均与纸面垂.导体杆OM可绕O转动,M端通过滑动触点与圆环良好接触,在圆心和圆环间连有电阻,导体杆和电阻的阻值均为R.杆OM以匀角速度ω逆时针转动,t=0时恰好在图示位置.规定从a到b流经电阻R的电流方向为正,圆环的电阻忽略不计,则(  )
A.杆从t=0开始转动一周的过程中,电阻上有电流时,方向先由a到b,再由b到a
B.杆从t=0开始转动90°的过程中电阻上的电压为 Bωr2/2
C.杆从t=0开始转动一周的过程中,电路消耗的电功率为B2ω2r4/16R
D.杆从t=0开始转动90°的过程中电阻上产生的热为πBr2/8R
魔方格

◎ 答案

A、依据右手定则可知,在0-
π
2
内,电流方向由M到O,在电阻R内则是由b到a
π
2
-π,内没有感应电流,
π-
2
,依据右手定则可知电流的方向相反,在电阻R内则是由a到b,
2
-2π,内没有感应电流.故A错误.
B、杆从t=0开始转动90°的过程中,感应电动势E=
1
2
Br2ω 
,所以电阻上的电压为
1
4
Br2ω 
.故B错误.
C、杆从t=0开始转动一周的过程中,感应电动势E=
1
2
Br2ω 

根据电流的热效应研究一个周期:
E2
2R
?
T
2
=P?T
一周的过程中,电路消耗的电功率P=
B2ω2r4
16R
,故C正确.
D、杆从t=0开始转动90°的过程中电阻上产生的热Q=
P?
π
2
ω
2
=
πB2ω r4
64R
,故D错误.
故选C.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,半径为r的导体圆环位于纸面内,O为圆心.环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场,两磁场的磁感应强度的大小均为B,方向相反且均与纸面垂.导体杆OM可绕O转…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
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