题目内容

【题目】如图所示,两根相距为L的光滑金属导轨CDEF固定在水平面内,并处在方向竖直向下的匀强磁场中,导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入一阻值为R的定值电阻,将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上。t=0时刻,MN棒与DE的距离为d,金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中;MN棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计空气阻力。

1)若所加匀强磁场的磁感应强度为B且保持不变,请根据法拉第电磁感应定律E=推导金属棒MN中的感应电动势E=BLv

2)若从t=0时刻起,所加的匀强磁场的磁感应强度BB0开始逐渐减小时,恰好使回路中不产生感应电流,试从磁通量的角度分析磁感应强度B的大小随时间t的变化规律。

【答案】1)推导过程见解析 2

【解析】

(1) ab棒做匀速直线运动在t时间内的位移为:

线框的面积变化量是:

则穿过闭合电路的磁通量的变化量是:

根据法拉第电磁感应定律得:

(2)由产生感应电流的条件可知,回路中不产生感应电流,则穿过回路的磁通量不变,

根据磁通量不变,应有:

解得:

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