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选修3-2
第四章 电磁感应
4.5 电磁感应现象的两类情况
动生电动势
如图所示,在水平线$MN$的上方有一磁感应强度大小为$B_{0}$的匀强磁场(上方无边界),方向垂直纸面向里,有一半径为$r$的半圆形金属线框,置于水平线$MN$上,金属线框由一段半圆和一条直径连接组成(均为同种材料),直径与$MN$重合,设金属线框单位长度的电阻为$R_{0}$,现在让线框在竖直平面内绕圆心$O$沿逆时针方向匀速转动半周,角速度为$\omega$,下列说法正确的是$(\qquad)$
线框中的磁通量增大
","线框中的感应电流的方向为逆时针方向
","线框中产生的感应电动势为$\\dfrac{1}{2}B_{0}\\omega r^{2}$
","线框的发热功率$\\dfrac{B_{0}^{2}r^{3}\\omega^{2}}{8\\pi R_{0}}$
"]$\rm AB$.线框在竖直平面内绕圆心$O$沿逆时针方向匀速转动半周,线框中的磁通量减少,由右手定则可知,电流的方向为顺时针方向,故$\rm AB$错误;
$\rm CD$.线圈中产生的感应电动势$E=B_{0}r\dfrac{\omega r}{2}=\dfrac{1}{2}B_{0}\omega r^{2}$
线圈的总电阻$R=(2r+\pi r)R_{0}$
则线圈的发热功率$P=\dfrac{E^{2}}{R}=\dfrac{B_{0}^{2}r^{3}\omega^{2}}{4(\pi+2)R_{0}}$,故$\rm C$正确,$\rm D$错误。
故选:$\rm C$。
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