题目内容

【题目】如图甲所示,两条相距d1 m的平行光滑金属导轨位于同一水平面内,其左端接一阻值R9 Ω的电阻,右端放置一阻值r1 Ω、质量m1 kg的金属杆,开始时金属杆与MP相距L4 m。导轨置于竖直向下的磁场中,其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。给金属杆施加一向右的力FF未知),使杆在02 s内杆静止在NQ处。在t2 s时杆开始做匀加速直线运动,加速度大小a1 m/s。(g10 m/s)求:

1)杆静止时,杆中感应电流的大小和方向;

2)杆在t5 s末受到的力F的大小。

【答案】(1)0.8 A,方向NQ25.8 N

【解析】

1)在内,由电磁感应定律得:

由闭合电路欧姆定律得:,根据楞次定律可知电流方向为:NQ

2)杆做匀加速直线运动的时间为:

末杆的速度:

由电磁感应定律得:

由闭合电路欧姆定律得:

在运动过程中杆受到的安培力:

对杆运用牛顿第二定律有:

解得:

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