Question

如圖所示，光滑平行的金屬導軌MN和PQ，間距L＝1.0 m，與水平面之間的夾角α＝30°，勻強磁場磁感應強度B＝2.0 T，垂直于導軌平面向上，MP間接有阻值R＝2.0Ω的電阻，其它電阻不計，質量m＝2.0 kg的金屬桿ab垂直導軌放置，用變力F沿導軌平面向上拉金屬桿ab， 若金屬桿ab以恒定加速度a＝2 m/s²， 由靜止開始做勻變速運動，則：（g=10 m/s²）

(1) 在5 s內平均感應電動勢是多少？

(2) 第5 s末，回路中的電流多大？

(3) 第5 s末，作用在ab桿上的外力F多大？

Answer 1

【答案】          

【解析】

（1）磁通量的變化量為：

由法拉第電磁感應定律得：

聯(lián)立解得：

（2）5s末的瞬時速度為：

5s末的感應電動勢為：

由歐姆定律得：

聯(lián)立解得：

（3）由安培力公式得：

由牛頓第二定律得：

聯(lián)立解得：

【考點】閉合電路的歐姆定律；安培力；法拉第電磁感應定律