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精英家教网如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为
R
2
的导体棒AB,AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则金属环消耗的电功率为(  )
A、
B2a2v2
9R
B、
4B2a2v2
9R
C、
8B2a2v2
9R
D、
16B2a2v2
9R
分析:当摆到竖直位置时,先由感应电动势公式E=BL
.
v
=BL
0+v
2
,求出导体棒产生的感应电动势;由欧姆定律求出电路电流,最后由电功率公式求出金属环消耗的电功率.
解答:解:当摆到竖直位置时,导体棒产生的感应电动势为:
E=BL
.
v
=B?2a?
0+v
2
=Bav,
在竖直位置时,外电阻R=
R
4

电路电流I=
E
R
2
+
R
4
=
Bav
R
2
+
R
4
=
4Bav
3R

金属环消耗的电功率:
P=I2R=(
4Bav
3R
)2
×
R
4
=
4B2a2v2
9R

故选:B.
点评:电磁感应与电路的结合问题,关键是弄清电源和外电路的构造,然后根据电学知识进一步求解.
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