Question

半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁感強(qiáng)度為B＝0.2 T，磁場方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中a＝0.4境m，b＝0.6 m，金屬環(huán)上分別接有燈L₁、L₂，兩燈的電阻均為R＝2 Ω，一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計

(1)若棒以v₀＝5 m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動，求棒滑過圓環(huán)直徑的瞬時(如圖所示)MN中的電動勢和流過燈L₁的電流．

(2)撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)以為軸向上翻轉(zhuǎn)90°，若此時磁場隨時間均勻變化，其變化率為ΔB/Δt＝4T/s，求L₁的功率．

Answer 1

答案：
解析：

(1)棒滑過圓環(huán)直徑的瞬時，MN中的電動勢 　　E1＝B2av＝0.2×0.8×5＝0.8 V　① 　　等效電路如圖所示，流過燈L1的電流 　　I1＝E1/R＝0.8/2＝0.4 A　② 　　(2)撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)以為軸向上翻轉(zhuǎn)90°，半圓環(huán)OL1中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當(dāng)于電源，燈L2為外電路，等效電路如圖所示，感應(yīng)電動勢 　　E2＝ΔФ/Δt＝0.5×πa2×ΔB/Δt＝0.32V　�、� 　　L1的功率P1＝(E2/2)2/R＝1.28×10－2 W