精英家教网如图所示，有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里．在磁场中有一半径r=0.4m的金属圆环，磁场与圆环面垂直，圆环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0=2Ω．一金属棒MN与圆环接触良好，棒与圆环的电阻均忽略不计．
（1）若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时MN中的电动势和流过灯L1的电流；
（2）撤去金属棒MN，若此时磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率为
△B
△t
=
4
π
T/s，求回路中的电动势和灯L1的电功率．
分析：此题是电磁感应和恒定电流的综合，可用等效的思想画电路图，金属棒MN可等效为电源，把此题转化为恒定电流的题目求解即可．
解答：精英家教网解：（1）金属棒MN可等效为电源且无电阻，等效电路如图1所示
MN滑过圆环直径时的电动势E1=B•2r•v0=0.8V
MN中的电流I=
E1
R0/2
=0.8A
流过灯L1的电流I1=
I
2
=0.4A
（2）撤去金属棒MN，若此时磁场随时间均匀变化闭合电路会产生感应电流，等效电路如图2所示：
回路中的电动势由法拉第电磁感应定律得：E2=
△B
△t
•πr2=0.64V
回路中的电流I′=
E2
2R0
=0.16A
灯L1的电功率P1=I′2R0=5.12×10-2W
答：（1）若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，棒滑过圆环直径的瞬时MN中的电动势为0.8V和流过灯L1的电流为0.4A；
（2）撤去金属棒MN，若此时磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率为
△B
△t
=
4
π
T/s，回路中的电动势为0.64V和灯L1的电功率为5.12×10-2A．
点评：用等效的思想画等效电路图是解题的关键，确定等效电源，用恒定电流的知识求解．
关闭