图1

(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN；

(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率.

解析　本题综合考查电磁感应及电路中功率的计算.关键是要分析清楚电路结构，画出等效电路图.

(1)把切割磁感线的金属棒看成一个具有内阻为R，电源电动势为E的电源，两个半圆环看成两个并联电阻，画出等效电路如图所示.等效电源电动势为：E＝BLv＝2Bav.

外电路的总电阻为R外＝＝R.

棒上电流大小为I＝＝＝.

电流方向从N流向M.

根据分压原理，棒两端的电压为

UMN＝·E＝Bav.

(2)圆环和金属棒上消耗的总热功率为

P＝IE＝.

答案　(1)　N→M　Bav　(2)

电磁感应中电路问题的分析方法：

1明确电路结构，分清内、外电路，画出等效电路图.

2根据产生感应电动势的方式计算感应电动势的大小，如果是磁场变化，由E＝n计算；如果是导体切割磁感线，由E＝BLv计算.

3根据楞次定律或右手定则判断感应电流的方向.

4根据电路组成列出相应的方程式.

针对训练　固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，边长为l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，现有一段与ab段的材料、粗细、长度均相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图