Question

【題目】把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，一長度為2a ， 電阻等于R ， 粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心O時(shí)，求：

（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；
（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率．

Answer 1

【答案】
（1）

把切割磁感線的金屬棒看成一個(gè)具有內(nèi)阻為R，電源電動(dòng)勢為E的電源，兩個(gè)半圓環(huán)看成兩個(gè)并聯(lián)電阻，畫出等效電路如圖所示：

等效電源電動(dòng)勢為：E＝Blv＝2Bav；

外電路的總電阻

棒上電流大小為 ，電流方向從N流向M；

所以棒兩端的電壓為：UMN＝ ·E＝ Bav;

（2）

)圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為： .

【解析】本題關(guān)鍵是要分析清楚電路結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖：