如圖所示,半徑為r的導體圓環(huán)位于紙面內(nèi),O為圓心.環(huán)內(nèi)兩個圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強磁場,兩磁場的磁感應(yīng)強度的大小均為B,方向相反且均與紙面垂.導體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動,M端通過滑動觸點與圓環(huán)良好接觸,在圓心和圓環(huán)間連有電阻,導體桿和電阻的阻值均為R.桿OM以勻角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動,t=0時恰好在圖示位置.規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向為正,圓環(huán)的電阻忽略不計,則( )

A.桿從t=0開始轉(zhuǎn)動一周的過程中,電阻上有電流時,方向先由a到b,再由b到a
B.桿從t=0開始轉(zhuǎn)動90°的過程中電阻上的電壓為 Bωr2/2
C.桿從t=0開始轉(zhuǎn)動一周的過程中,電路消耗的電功率為B2ω2r4/16R
D.桿從t=0開始轉(zhuǎn)動90°的過程中電阻上產(chǎn)生的熱為πBr2/8R
【答案】分析:依據(jù)右手定則求出感應(yīng)電流的方向.
求有效值方法:是將交流電在一個周期內(nèi)產(chǎn)生熱量與將恒定電流在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等.
解答:解:A、依據(jù)右手定則可知,在0-內(nèi),電流方向由M到O,在電阻R內(nèi)則是由b到a
-π,內(nèi)沒有感應(yīng)電流,
π-,依據(jù)右手定則可知電流的方向相反,在電阻R內(nèi)則是由a到b,
-2π,內(nèi)沒有感應(yīng)電流.故A錯誤.
B、桿從t=0開始轉(zhuǎn)動90°的過程中,感應(yīng)電動勢E=,所以電阻上的電壓為.故B錯誤.
C、桿從t=0開始轉(zhuǎn)動一周的過程中,感應(yīng)電動勢E=,
根據(jù)電流的熱效應(yīng)研究一個周期:
?=P?T
一周的過程中,電路消耗的電功率P=,故C正確.
D、桿從t=0開始轉(zhuǎn)動90°的過程中電阻上產(chǎn)生的熱Q==,故D錯誤.
故選C.
點評:求解電磁感應(yīng)中電路問題的關(guān)鍵 求解電磁感應(yīng)中電路問題的關(guān)鍵是分析清楚內(nèi)電路和外電路.“切割”磁感線的導體和磁通量變化的線圈都相當于“電源”,該部分導體的電阻相當于內(nèi)電阻,而其余部分的電路則是外電路.
練習冊系列答案
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A、
μgr
B、
μg
C、
g
r
D、
g
μr

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