(2001年上海)如圖所示,固定于水平面上的金屬框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abed構成一個邊長l的正方形,棒電阻r,其余電阻不計,開始時磁感應強度為B

(1)若以t=0時起,磁感應強度均勻增加,每秒增加量k,同時保持棒靜止,求棒中的感應電流。
(2)在上述情況中,棒始終保持靜止,當t=t1時需加垂直于棒水平外力多大?
(3)若從t=0時起,磁感應強度逐漸減小,當棒以恒定速度v向右勻速運動,可使棒中不產(chǎn)生I,則磁感應強度應怎樣隨時間變化?(寫出Bt的關系式)
(1)(2)(B0+kt1
(3)
(1)據(jù)法拉第電磁感應定律,回路中產(chǎn)生的感應電動勢為
E==kl2
回路中的感應電流為
I=
(2)當t=t1時,B=B0+kt1
金屬桿所受的安培力為
F=BIl=(B0+kt1
據(jù)平衡條件,作用于桿上的水平拉力為
F=F=(B0+kt1
(3)要使棒中不產(chǎn)生感應電流,則通過閉合回路的磁通量不變,即
B0l2=Bll+vt
解得
B=
練習冊系列答案
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(2)求金屬棒到達時,整個電路的瞬時電功率;
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(1)求環(huán)形金屬工件中感應電流的大小,在圖3中畫出感應電流隨時間變化的i-t圖象(以逆時針方向電流為正);
(2)求環(huán)形金屬工件中感應電流的有效值;
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如圖所示,無限長金屬導軌EF、PQ固定在傾角為θ=53°的光滑絕緣斜面上,軌道間距L="1" m,底部接入一阻值為R="0.4" Ω的定值電阻,上端開口.垂直斜面向上的勻強磁場的磁感應強度B="2" T.一質(zhì)量為m="0.5" kg的金屬棒ab與導軌接觸良好,ab與導軌間動摩擦因數(shù)μ=0.2,ab連入導軌間的電阻r="0.1" Ω,電路中其余電阻不計.現(xiàn)用一質(zhì)量為M="2.86" kg的物體通過一不可伸長的輕質(zhì)細繩繞過光滑的定滑輪與ab相連.由靜止釋放M,不計空氣阻力,當M下落高度h="2.0" m時,ab開始勻速運動(運動中ab始終垂直導軌,并接觸良好).

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2
π
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