如图(a)所示,半径为r1的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B0,磁场方向垂直纸面向里,半径为r2的阻值为R的金属圆环与磁场同心放置,圆环与阻值也为R的电阻R1连结成闭合回
◎ 题目
如图(a)所示,半径为r1的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B0,磁场方向垂直纸面向里,半径为r2的阻值为R的金属圆环与磁场同心放置,圆环与阻值也为R的电阻R1连结成闭合回路,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与导线的电阻不计, (1)若棒以v0的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过R1的电流大小与方向; (2)撤去中间的金属棒MN,若磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,求0至t0时间内通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量. |
◎ 答案
(1)由法拉第电磁感应定律,则有ε=2B0r1v0, 根据欧姆定律,解得:I=
(2)由图象分析可知,0至t时间内
由法拉第电磁感应定律有ε=
而S=πr12 由闭合电路欧姆定律有I=
联立以上各式解得:通过电阻R1上的电流大小为I1=
通过电阻R1的电量q=I1t1=
电阻R1上产生的热量 Q=I12R1t1=
答:(1)若棒以v0的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过R1的电流大小
(2)撤去中间的金属棒MN,若磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,求0至t0时间内通过电阻R1上的电量 |