问题 计算题

(15分)如图所示,半径为r1的圆形区域内有匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里,半径为r2的金属圆环右侧开口处与右侧电路相连,已知圆环电阻为R,电阻R1= R2= R3=R,电容器的电容为C,圆环圆心O与磁场圆心重合。一金属棒MN与金属环接触良好,不计棒与导线的电阻,电键S1处于闭合状态、电键S2处于断开状态。

(1)若棒MN以速度v0沿环向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬间产生的电动势和流过R1的电流。

(2)撤去棒MN后,闭合电键S2,调节磁场,使磁感应强度B的变化率, 为常数,求电路稳定时电阻R3在t0时间内产生的焦耳热;

(3)在(2)问情形下,求断开电键S1后流过电阻R2的电量。

答案

(1)E=2Br1v0(2)(3)

(1)棒MN的电动势E=2Br1v0   (2分)

流过R1电流的大小I1=,方向为自左向右流过R1(2分)

(2) 电动势 (2分)

电流  (1分)

时间内产生的焦耳热 (2分)

(3)电键闭合时,=   (2分)

电键断开后,   (2分)

流过电阻的电量 (2分)

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