如圖所示,在方向豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場中有一水平放置的半圓形輕質導體框,O為圓心,圓半徑長為L...
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問題詳情:
如圖所示,在方向豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場中有一水平放置的半圓形輕質導體框,O為圓心,圓半徑長為L,AO段、BO段導體的電阻可忽略,圓弧AB段的電阻為r,半圓直徑與磁場邊界重合;現用外力使導體框從圖示位置開始繞過O、垂直於半圓面的軸以角速度ω沿逆時針方向勻速轉動一週,下列分析正確的是( )
A.圓弧AB段內電流方向總是從A流向B
B.轉動的前半周內AB兩端電壓為
C.轉動的後半周內通過O點的電量為
D.外力對線框做的功為
【回答】
考點:導體切割磁感線時的感應電動勢;電磁感應中的能量轉化.
專題:電磁感應——功能問題.
分析:分析導線的轉動,根據右手定則可明確電流的方向;根據旋轉切割產生的電動勢的表達式及歐姆定律可求得電壓;由功能關係可求出外力所做的功.
解答: 解:A、在轉動的前半周內,有效切割的部分為OB,由右手定則可知,電流由B到A;後面週期內切割的有效長度為AO,則電流為由A流向B;故A錯誤;
B、轉動的前半週期內,由於AB電阻不計,圓弧上的電壓即為電源的電動勢,切割產生的電動勢E=BL2ω;故B正確;
C、轉動的後面週期,磁通量的變化量△Φ=B;故電量Q==;故C錯誤;
D、外力做功等於產生的電能,則做功W=I2rt=()2r×=;故D正確;
故選:BD.
點評:本題考查導體旋轉切割磁感線的電動勢及電路規律的應用,要注意正確分析電路結構,明確功能關係的應用即可求解.
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:多項選擇