Question

【題目】如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架cdef處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動．此時adeb構(gòu)成一個邊長為l的正方形，棒的電阻為r，其余部分電阻不計．開始時磁感應(yīng)強度為B0.

(1)若從t＝0時刻起，磁感應(yīng)強度均勻增大，每秒增量為k，同時保持棒靜止．求棒中的感應(yīng)電流．在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流的方向；

(2)在上述(1)情況中，棒始終保持靜止，求當(dāng)t＝t1時需加的垂直于棒的水平拉力大小和方向？

(3)若從t＝0時刻起，磁感應(yīng)強度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運動時，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度應(yīng)怎樣隨時間變化？(寫出B與t的關(guān)系式)

Answer 1

【答案】(1) ,電流為逆時針方向 (2) 　(3)

【解析】(1)據(jù)題意 ，在磁場均勻變化時，回路中產(chǎn)生的電動勢為 ，

由閉合電路歐姆定律知，感應(yīng)電流為 .由楞次定律，判定感應(yīng)電流為逆時針方向，圖略．

(2) t＝t1 s末棒靜止，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) .方向水平向右。

(3) 因為不產(chǎn)生感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律，知ΔΦ＝0也就是回路內(nèi)總磁通量不變，即B0l2＝Bl(l＋vt)，

解得