题目内容

【题目】如图,用一根电阻为2R粗细均匀的铜导线制成半径为r的圆环,PQ为圆环的直径,其左右两侧存在垂直于圆环所在平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,但方向相反。一根长度为2r、电阻为R的金属棒MN绕着圆环的圆心O点紧贴着圆环以角速度ω沿顺时针方向匀速转动,转动过程中金属棒MN与圆环始终接触良好,则下列说法(不计金属棒经过PQ位置瞬间)正确的是

A.圆环消耗的电功率是变化的

B.金属棒两端的电压大小为Bωr2

C.圆环中电流的大小为

D.金属棒旋转一周的过程中,电流经过金属棒产生的热量为

【答案】BCD

【解析】

BC.由右手定则,MN中电流方向由NM,根据法拉第电磁感应定律可得,产生的感应电动势为两者之和,即,保持不变.环的电阻由两个电阻为R的半圆电阻并联组成,所以环的总电阻为,所以通过导体MN的电流:;MN两端的电压:,所以流过环的电流:;B正确,C正确.

A.综上分析可知,流过环的电流不变,则环消耗的电功率不变;A错误.

D.MN旋转一周外力做功为;D正确.

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