如图所示,均匀金属圆环轨道上,有一金属细杆过圆心且与环光滑相接,接点分别为A和B,杆绕过环心O且垂直于环面的轴做顺时针方向转动.环面左右两半的匀强磁场的磁感强度大小相

◎ 题目

如图所示,均匀金属圆环轨道上,有一金属细杆过圆心且与环光滑相接,接点分别为AB,杆绕过环心O且垂直于环面的轴做顺时针方向转动.环面左右两半的匀强磁场的磁感强度大小相等,都是0.2T,方向相反,都垂直于环面.设AB长为0.2m,电阻为0.1Ω,圆环总电阻为0.4Ω,AB杆转动的角速度ω=100rad/s.

(1)求AB杆两端电动势的大小.
(2)求流过杆中的电流大小.
(3)以纵轴表示AB杆中的电流i,以横轴表示时间t,试定性画出It变化的图象.作图时以图示位置作为计时起点,并规定此时的电流方向为正方向.

◎ 答案

(1)0.2V  (2)1.0A 

(3)如图所示,图中T表示杆转动一周的时间.

◎ 解析



(1)运动过程中,OA边和OB边所在处的磁场方向相反,两边产生的感应电动势是相加关系,E=,代入数据解出E=0.2V.
(2)根据闭合电路欧姆定律,电流I=E/(R+r),其中外电路为两个半圆环并联,R=0.4Ω/4=0.1Ω,内电路电阻r=0.1Ω,代入数据解得I=1.0A.
(3)如图所示,图中T表示杆转动一周的时间.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,均匀金属圆环轨道上,有一金属细杆过圆心且与环光滑相接,接点分别为A和B,杆绕过环心O且垂直于环面的轴做顺时针方向转动.环面左右两半的匀强磁场的磁感强度大小相…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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