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导体切割磁感线时的感应电动势
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如图所示,半径各为R1=0.5m和R2=1m的同心圆形导轨固定在同一水平面上,金属直杆ab(长度略长于0.5m)两端架在圆导轨上.将这一装置放在磁感应强度B=1T的匀强磁场内,磁场方向
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,半径各为R
1
=0.5m和R
2
=1m的同心圆形导轨固定在同一水平面上,金属直杆ab(长度略长于0.5m)两端架在圆导轨上.将这一装置放在磁感应强度B=1T的匀强磁场内,磁场方向垂直于圆轨道面铅直向下,在外加功率的作用之下,直杆ab以ω=4rad/s的角速度绕过O点的铅直轴逆时针旋转.
(1)求ab中感应电动势的大小,并指出哪端电势较高;
(2)用r=1.5Ω的电阻器跨接于两导轨的两定点(如图中的c、d,电阻器未画出),不计其他部分的电阻,求流过电阻器的电流大小;
(3)在(2)的情况下,设外加机械功率为2W,求杆ab克服摩擦力做功的功率.
◎ 答案
(1)ab中感应电动势的大小为E=
1
2
B
R
22
ω-
1
2
B
R
21
ω=
1
2
×1×4×(1
2
-0.5
2
)V=1.5V
由右手定则判断可知,ab中感应电流方向为a→b,则a端电势较高.
(2)ab杆产生感应电动势,相当于电源,根据闭合电路欧姆定律得
流过电阻器的电流大小为 I=
E
r
=
1.5
1.5
A=1A
(3)设杆ab克服摩擦力做功的功率为P,根据能量守恒定律得
P+I
2
r=P
外
,
代入解得,P=0.5W
答:
(1)ab中感应电动势的大小为1.5V,a点电势较高.
(2)流过电阻器的电流大小为1A.
(3)杆ab克服摩擦力做功的功率为0.5W.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,半径各为R1=0.5m和R2=1m的同心圆形导轨固定在同一水平面上,金属直杆ab(长度略长于0.5m)两端架在圆导轨上.将这一装置放在磁感应强度B=1T的匀强磁场内,磁场方向…”主要考查了你对 【导体切割磁感线时的感应电动势】 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。
http://www.00-edu.com/html/202304/451220.html
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