题目内容
如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为l的正方形,金属杆的电阻为r,其余部分电阻不计.
⑴若从t=0时刻起,磁场的磁感应强度均匀增加,每秒钟增量为k,施加一水平拉力保持金属杆静止不动,求金属杆中的感应电流.
⑵在情况⑴中金属杆始终保持不动,当t= t1秒末时,求水平拉力的大小.
⑶若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当金属杆在框架上以恒定速度v向右做匀速运动时,可使回路中不产生感应电流.写出磁感应强度B与时间t的函数关系式.
⑴ ⑵ ⑶
解析试题分析:(1)由题得:磁感应强度B的变化率,
由法拉第电磁感应定律知:回路中感应电动势
感应电流 ,根据楞次定律知感应电流方向为逆时针,即由b→a→d→e.
(2)当时,,安培力大小为;棒的水平拉力
(3)为了使棒中不产生感应电流,则回路中总磁通量不变.
t=0时刻,回路中磁通量为 ;设t时刻磁感应强度为B,此时回路中磁通量为
应有
则磁感应强度随时间的变化规律是B
考点:导体切割磁感线运动
点评:本题根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势,由欧姆定律和安培力公式推导安培力的表达式,是常用的方法和思路.当回路中没有感应电流产生时,回路总的磁通量应保持不变.
练习册系列答案
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如图所示,固定在水平面上的斜面倾角为θ,长方体木块A的质量为M,其PQ面上钉着一枚小钉子,质量为m的光滑小球B通过一细线与小钉子相连接,细线与斜面垂直,以下说法正确的是 (不计空气阻力,重力加速度为g)( )
A、若木块匀速下滑,则小球对木块的压力为零 | B、若木块与斜面的动摩擦因数为μ且木块匀速下滑,则小球对木块的压力大小为μmgcosθ | C、若木块与斜面的动摩擦因数为μ且木块匀加速下滑,则小球对木块的压力大小为mgsinθ | D、若斜面光滑,则小球对木块的压力为零 |