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如图1-2-21所示,导线全部为裸导线,半径为r的圆导线处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,方向如图.一根长度大于2r的直导线MN,以速率v在圆上自左端匀速滑到右端,电路中定值电阻为R,其余电阻忽略不计.在滑动过程中,通过电阻R上的电流的平均值为_____________;在MN从圆环左端滑到右端的过程中,通过R的电荷量为_____________;当MN通过圆环中心O时,通过R的电流为_____________.

1-2-21

解析:要求得通过R的电流,就要首先计算回路中感应电动势的大小.本题中直导线MN在圆环上匀速滑动,其切割磁感线的有效长度是变化的,无法使用公式E=BLv来计算,只能用E=计算平均电动势和平均电流及其电荷量.

直导线MN、圆环和电阻R组成闭合回路,MN由圆环的左端运动至右端,磁通量的变化为ΔΦ=Bπr2,所用时间为Δt=,由法拉第电磁感应定律得E==,通过电阻R上的平均电流,通过电阻r上的电荷量q=Δt=.当MN通过圆环中心O时,感应电动势的瞬时值为E=B·2rv=2Brv,通过R的瞬时电流.

答案:πBrv/2R   πBr2/R   2Brv/R

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1-2-21

A.                      B.

C.                      D.

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图1-2-21

A.a1=0,a2=2g,a3=0,a4=2g                B.a1=g,a2=g,a3=2g,a4=0

C.a1=0,a2=2g,a3=g,a4=g                  D.a1=g,a2=g,a3=g,a4=g

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图4-2-21

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