Question

【題目】如圖，長L=25cm、重G=0.1N的金屬桿ab用絕緣輕繩水平懸掛在垂直紙面向里的勻強磁場中。ab下方有一固定的圓形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與紙面平行，半徑r=10cm，圓形導(dǎo)軌內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場。長r=10cm的導(dǎo)體棒OA的一端固定在圓心O處的轉(zhuǎn)軸上，另一端緊貼導(dǎo)軌。ab的兩端通過輕質(zhì)導(dǎo)線分別與O點、導(dǎo)軌連接。OA在外力作用下以角速度繞O勻速轉(zhuǎn)動時，繩子拉力剛好為零。已知兩磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B=0.5T，ab電阻R=0.5，其它電阻不計。求：

(1)OA的轉(zhuǎn)動方向和的大小；

(2)OA每轉(zhuǎn)過半周通過ab橫截面的電量q。

Answer 1

【答案】(1)順時針轉(zhuǎn)動，；(2)

【解析】

(1)依題意，金屬棒ab受到向上的安培力，由左手定則可知電流方向是，導(dǎo)體棒OA中的電流方向是，由右手定則可知OA順時針轉(zhuǎn)動。假設(shè)輕繩的拉力為零時，回路電流為I，則有

由歐姆定律有，OA轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢

保持不變，聯(lián)立以上各式，并代入數(shù)據(jù)解得

(2)OA每轉(zhuǎn)過半周產(chǎn)生的平均電動勢

回路的平均電流

通過金屬棒ab橫截面的電量，聯(lián)立以上各式，并代入數(shù)據(jù)解得