Question

如圖所示，在磁感強度B= 2T的勻強磁場中，有一個半徑r=0.5m的金屬圓環。圓環所在的平面與磁感線垂直。OA是一個金屬棒，它沿著順時針方向以20rad／s的角速度繞圓心O勻速轉動。A端始終與圓環相接觸，OA棒的電阻R=0.1Ω，圖中定值電阻R₁=100Ω，R₂=4.9Ω，電容器的電容C=100pF。圓環和連接導線的電阻忽略不計，求：

（1）電容器的帶電量。哪個極板帶正電。

（2）電路中消耗的電功率是多少？

Answer 1

（1）（2）5(W)

解析:

………………………(3分)

（l）畫出等效電路圖，如圖所示。導體棒OA產生感應電動勢

………………………(3分)

………………………(3分)

根據右手定則，感應電流的方向由O→A，但導體棒切割磁感線相當于電源，在電源內部電流從電勢低處流向電勢高處。故A點電勢高于O點電勢。又由于電容器上板與A點相接即為正極，同理電容器下板由于與O相接為負極。………………………(2分)

（2）電路中消耗的電功率P_消=I(R+R₂₎=5(W)，或P_消=Iε=5(W)