如图所示,一根粗金属棒MN固定放置,它的M一端连一个定值电阻R,定值电阻的另一端连接在金属轴O上.另外一根长为l的金属棒ab,a端与轴O相连,b端与MN棒上的一点接触,此时ab与

◎ 题目

如图所示,一根粗金属棒MN固定放置,它的M一端连一个定值电阻R,定值电阻的另一端连接在金属轴O上.另外一根长为l的金属棒aba端与轴O相连,b端与MN棒上的一点接触,此时abMN间的夹角为45°角,如图所示.空间存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感强度大小为B.现使ab棒以O为轴逆时针匀速转动一周,转动角速度大小为ω,转动过程中凡能与MN棒接触的都接触良好,两金属棒的电阻都可忽略不计.

(1)写出电阻R中有电流存在的时间.
(2)写出这段时间内感应电流i随时间t变化的关系式.
(3)求出这段时间内流过电阻R的总电量.
 

◎ 答案


(1) (2)当时,,当时,i=0.
(3)Bl2/2R

◎ 解析



(1)只在开始转动后的前T/4时间内棒abMN接触,因此有电流存在的时间为
(2)在二者接触的某时刻t,棒ab的位置如图所示,此时棒ab转过的角度为ωt.再作一条辅助线垂直于MN,即图中虚线.
此时切割磁感线的有效长度为l’=,感应电流的大小i=Bl’?
结论是当时,,当时,i=0.
(3)求流过电阻R的总电量需用电流的平均值.在前T/4时间内的感应电流的平均值,这段时间内流过电阻R的总电量

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一根粗金属棒MN固定放置,它的M一端连一个定值电阻R,定值电阻的另一端连接在金属轴O上.另外一根长为l的金属棒ab,a端与轴O相连,b端与MN棒上的一点接触,此时ab与…”主要考查了你对  【法拉第电磁感应定律】  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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