解题思路:(1)根据棒切割磁感线,从而产生感应电动势,并由欧姆定律,即可求解;
(2)由B-t图象的斜率读出磁感应强度的变化率[△B/△t],由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势,由欧姆定律求出感应电流的大小,由楞次定律判断出感应电流的方向.由公式q=It求出通过电阻R1上的电量q,由焦耳定律求出电阻R1上产生的热量.
(1)由法拉第电磁感应定律,则有ε=2B0r1v0,
根据欧姆定律,解得:I=[ε
R+
R/2=
2ε
3R=
4B0r1v0
3R],方向a→b
(2)由图象分析可知,0至t时间内[△B/△t]=[B0/t0]
由法拉第电磁感应定律有ε=[△φ/△t]=S[△B/△t]
而S=πr12
由闭合电路欧姆定律有I=[ε/2R]
联立以上各式解得:通过电阻R1上的电流大小为I1=
B0π
r21
2Rt0
通过电阻R1的电量q=I1t1=
B0π
r21
2R
电阻R1上产生的热量Q=I12R1t1=
B20π2
r41
4Rt0
答:(1)若棒以v0的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过R1的电流大小
4B0r1v0
3R与方向a→b;
(2)撤去中间的金属棒MN,若磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,求0至t0时间内通过电阻R1上的电量
B0π
r21
2R
及电阻R1上产生的热量
B20π2
r41
4Rt0.
点评:
本题考点: 法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律.
考点点评: 本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律的综合应用,应用法拉第定律时要注意s是有效面积,并不等于线圈的面积.