题目内容
| B2L2 | mR总 |
(1)用法拉第电磁感应定律导出本题中金属棒在区域abdc内切割磁感线时产生的感应电动势随时间t变化的表达式;
(2)df的长度x2应满足什么条件;
(3)金属棒运动过程中流过电阻R的最大电流值和最小电流值.
分析:(1)根据法拉第电磁感应定律的公式?感=
推到感应电动势随时间t变化的表达式;
(2)先推导出总电阻的表达式,然后根据vt=v0-
x,得出度x2应满足什么条件;
(3)在df段:速度减小,感应电动势减小且回路总电阻恒定,所以感应电流减小,当速度减为零时,感应电流也为零,即电流最小值为零;或当t=0时电流最小值为零.
| △φ |
| △t |
(2)先推导出总电阻的表达式,然后根据vt=v0-
| B2L2 |
| mR总 |
(3)在df段:速度减小,感应电动势减小且回路总电阻恒定,所以感应电流减小,当速度减为零时,感应电流也为零,即电流最小值为零;或当t=0时电流最小值为零.
解答:解:(1)导体MN向右切割磁感线运动的速度v=at,在极短时间△t内导体MN移动的距离是v△t,穿过回路的磁通量的变化量为:
△φ=B△S=BL(V△T),
?感=
=
=BLv=BLat
(2)金属棒到达cd时的速度为:
v1=
R总=R+2r0x1,
则vt=v0-
x,
得:x2=
;
(3)在df段:速度减小,感应电动势减小且回路总电阻恒定,所以感应电流减小,当速度减为零时,感应电流也为零,即电流最小值为零;或当t=0时电流最小值为零;
在bd段:
I=
=
.
最大电流值讨论:
①当满足
=r0.at,即:t=
=且
≤
(在bd段内能达到最大电流),
Imax=
;
②当t=
>
时,当导体棒加速运动到cd处时,Imex=
.
答:(1)用法拉第电磁感应定律导出本题中金属棒在区域abdc内切割磁感线时产生的感应电动势随时间t变化的表达式为BLat;
(2)df的长度x2应满足的条件为x2=
;
(3)金属棒运动过程中,当满足
=r0.at,Imax=
;当t=
>
时,Imex=
.电流最小值为0.
△φ=B△S=BL(V△T),
?感=
| △φ |
| △t |
| BL(v.△t) |
| △t |
(2)金属棒到达cd时的速度为:
v1=
| 2ax1 |
R总=R+2r0x1,
则vt=v0-
| B2L2 |
| MR总 |
得:x2=
| ||
| B2L2 |
(3)在df段:速度减小,感应电动势减小且回路总电阻恒定,所以感应电流减小,当速度减为零时,感应电流也为零,即电流最小值为零;或当t=0时电流最小值为零;
在bd段:
I=
| BLat | ||
R+2v0.
|
| BLa | ||
|
最大电流值讨论:
①当满足
| R |
| t |
|
|
|
Imax=
| BL |
| 2 |
|
②当t=
|
|
BL
| ||
| R+2v0.x1 |
答:(1)用法拉第电磁感应定律导出本题中金属棒在区域abdc内切割磁感线时产生的感应电动势随时间t变化的表达式为BLat;
(2)df的长度x2应满足的条件为x2=
| ||
| B2L2 |
(3)金属棒运动过程中,当满足
| R |
| t |
| BL |
| 2 |
|
|
|
BL
| ||
| R+2v0.x1 |
点评:根据物理规律找出物理量的关系,通过已知量得出未知量.要善于对物体过程分析和进行受力分析,法拉第电磁感应定律结合运动学公式解决问题.
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