如圖1-2-20所示,半徑為R的圓形導(dǎo)軌處在垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向內(nèi).一根長度略大于導(dǎo)軌直徑的導(dǎo)體棒MN以速率v在圓導(dǎo)軌上從左端滑到右端,電路中的定值電阻為r,其余電阻不計(jì).導(dǎo)體棒與圓形導(dǎo)軌接觸良好.求:

1-2-20

(1)在滑動(dòng)過程中通過電阻r的電流的平均值;

(2)MN從左端到右端的整個(gè)過程中,通過r的電荷量;

(3)當(dāng)MN通過圓導(dǎo)軌中心時(shí),通過r的電流是多少?

解:導(dǎo)體棒從左向右滑動(dòng)的過程中,切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,對電阻r供電.

(1)計(jì)算平均電流,應(yīng)該用法拉第電磁感應(yīng)定律:整個(gè)過程磁通量的變化為ΔΦ=BS=BπR2,所用的時(shí)間Δt=,代入公式E==,平均電流為==r.

(2)電荷量的運(yùn)算應(yīng)該用平均電流q=Δt=.

(3)當(dāng)MN通過圓形導(dǎo)軌中心時(shí),切割磁感線的有效長度最大,l=2R,根據(jù)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢公式E=Blv得:E=B·2Rv,此時(shí)通過r的電流為I==.

解析:本題考查電磁感應(yīng)與電路相結(jié)合的問題,以及法拉第電磁感應(yīng)定律表達(dá)式的理解.本題粗看是MN在切割磁感線,屬切割問題,但MN有效長度在不斷變化.用“切割式”難求平均感應(yīng)電動(dòng)勢.事實(shí)上,回路中的磁通量在不斷地變化,平均感應(yīng)電動(dòng)勢可以由磁通量變化求得.對于通過閉合回路的電荷量,應(yīng)由平均電流求得,即q=Δt.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于線框平面,其邊界與正方形線框的邊平行.現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場,如圖1-2-20所示.則在移動(dòng)過程中線框的一邊ab兩點(diǎn)間電勢差最大的是(    )

1-2-20

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖1-2-20所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)面積為S的矩形線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO′,以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng).

1-2-20

(1)穿過線框平面磁通量的變化率何時(shí)最大?最大值為多少?

(2)當(dāng)線框由圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中,平均感應(yīng)電動(dòng)勢為多大?

(3)線框由圖示位置轉(zhuǎn)到60°時(shí)瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖1-2-20所示,在足夠大的光滑水平面上放有兩個(gè)質(zhì)量相等的物塊,其中物塊A連接一個(gè)輕彈簧并處于靜止?fàn)顟B(tài),物塊B以初速度向著物塊A運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊B與物塊A上的彈簧發(fā)生相互作用時(shí),兩物塊保持在一條直線上運(yùn)動(dòng).若分別用實(shí)線和虛線表示物塊B和物塊A的圖象,則兩物塊在相互作用過程中,正確的圖象是圖1-2-21中的(   )

 


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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖1-2-20所示,在足夠大的光滑水平面上放有兩個(gè)質(zhì)量相等的物塊,其中物塊A連接一個(gè)輕彈簧并處于靜止?fàn)顟B(tài),物塊B以初速度向著物塊A運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊B與物塊A上的彈簧發(fā)生相互作用時(shí),兩物塊保持在一條直線上運(yùn)動(dòng).若分別用實(shí)線和虛線表示物塊B和物塊A的圖象,則兩物塊在相互作用過程中,正確的圖象是圖1-2-21中的(   )

 


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