题目内容

如图所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动.此时adeb构成一个边长为l的正方形.棒的电阻为r,其余部分电阻不计.开始时磁感应强度为B0.

(1)若从t=0时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒增量为k,同时保持棒静止.求棒中的感应电流.在图上标出感应电流的方向.

(2)在上述(1)情况中,始终保持棒静止,当t=t1s末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大?

(3)若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?

答案:
解析:

(1)感应电动势E==kl2

感应电流I==,方向:逆时针

(2)t=t1s时,B=B0+kt1,F=BIL

F=(B0+kt1)

(3)总磁通量不变Bl(l+vt)=B0l2

B=


提示:

提示:(1)磁感应强度均匀增加时,感应电动势E==S=kl2,感应电流I==,由楞次定律,判定感应电流逆时针方向.

(2)t=t1s末棒静止,水平方向受拉力F外和安培力F安,F外=F安=BIl,又B=B0+kt1,故F外=(B0+kt1).

(3)棒中不产生感应电流,由法拉第电磁感应定律E=,知ΔΦ=Φ2-Φ1=0,也就是回路内总磁通量Φ0=B0l2保持不变.而在t时刻的磁通量Φ=BS=Bl(l+vt),由Φ0=Φ可得:B0l2=B(l+vt)l,B=.


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