Question

19．如圖所示，半徑r=20cm的金屬圓環(huán)和導(dǎo)體棒OA位于同一平面內(nèi)，O點(diǎn)在直徑CD的延長(zhǎng)線上，OC=r，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于金屬圓環(huán)和導(dǎo)體棒所在平面向里．已知金屬圓環(huán)的電阻R₁=8Ω，導(dǎo)體棒OA長(zhǎng)l=60cm，電阻R₂=3Ω，現(xiàn)讓導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)以角速度ω=5rad/s沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，已知金屬圓環(huán)與導(dǎo)體棒粗細(xì)均勻，且二者接觸良好，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為0.36V
• B． 導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，OA兩點(diǎn)間電勢(shì)差大小為0.1V
• C． 導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，金屬圓環(huán)消耗的電功率為3.2×10^-3W
• D． 導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，金屬圓環(huán)所受安培力為0

Answer 1

分析 根據(jù)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)求解電動(dòng)勢(shì)大��；畫出電路圖，根據(jù)歐姆定律求解電勢(shì)差；根據(jù)安培力的計(jì)算公式求解安培力大��；根據(jù)電功率的計(jì)算公式求解電功率．

解答 解：A、導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，產(chǎn)生的電勢(shì)能為：E=$\frac{1}{2}$Bl²ω-$\frac{1}{2}B（l-2r）^{2}ω$=0.16V，故A錯(cuò)誤；
B、導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，電路圖如圖所示，
根據(jù)題意可得R=$\frac{{R}_{1}}{2}$=4Ω，內(nèi)阻r=$\frac{2}{3}{R}_{2}$=2Ω，根據(jù)歐姆定律可得通過(guò)導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度為I=$\frac{E}{\frac{R}{2}+r}$0.04A，則OA兩點(diǎn)間電勢(shì)差大小為U=$\frac{1}{2}B•O{C}^{2}•ω$+I$•\frac{R}{2}$=0.1V，故B正確；
C、導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，金屬圓環(huán)消耗的電功率為：P=${I}^{2}•\frac{R}{2}$=0.04²×2W=3.2×10^-3W，故C正確．
D、導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，金屬圓環(huán)所受安培力為：F=BI•2r=0.2×0.04×2×0.2N=0.0032N，故D錯(cuò)誤；
故選：BC．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及電路問(wèn)題的分析方法是：確定哪部分相對(duì)于電源，根據(jù)電路連接情況畫出電路圖，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律、以及電功率的計(jì)算公式列方程求解．