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如图甲所示,电阻不计、间隔距为l的平行长直金属导轨置于水平面内,阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端,另一阻值也为R的导体棒ef垂直旋转在导轨上,ef与导轨接触良好并可

网友投稿  2023-04-14 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图甲所示,电阻不计、间隔距为l的平行长直金属导轨置于水平面内,阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端,另一阻值也为R的导体棒ef垂直旋转在导轨上,ef与导轨接触良好并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定中ef中中断过程,另一端固定于墙上;轻杆与导轨保持平行,efab两棒之间距离为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,且从某一时刻开始,磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化。
(1)求0 ~ t0时间内流过导体棒ef的电流大小和方向;
(2)求t0 ~ 2t0时间内导体棒ef产生的热量;
(3)分别写出0 ~ t0t0 ~ 2t0时间内轻杆受力F随时间变化的函数关系式,求出2t0时刻轻杆受力F的大小和方向。

◎ 答案


(1)I1 = 电流方向为ef 
(2)Q =
(3)F =,方向为向左的拉力

◎ 解析

(1)在0 ~ t0时间内,磁感应强度的变化率=
产生感应电动势的大小不E1 =
流过导体棒ef的电流大小I1 =     (4分)
由楞次定律可判断电流方向为ef             (1分)
(2)在t0 ~ 2t0时间内,磁感应强度的变化率
产生感应电动势的大小E2 =
流过导体棒ef的电流大小I2 = (4分)
t0 ~ 2t0时间内导体棒ef产生的热量Q =    (2分)
(3)在0 ~ t0时间内,磁感应强度B随时间t变化的函数关系为
轻杆受力F = B1I1l
0 ~ t0时间内轻杆受力F随时间t变化的函数关系式     F1 =
t0 ~ 2t0时间内,磁感应强度B随时间t变化的函数关系为
B2 =  轻杆受力F = B2I2l 
t0 ~ 2t0时间内轻杆受力F随时间t变化的函数关系式   F2 =
在2t0时刻轻杆受力F的大小为F =,方向为向左的拉力(3分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,电阻不计、间隔距为l的平行长直金属导轨置于水平面内,阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端,另一阻值也为R的导体棒ef垂直旋转在导轨上,ef与导轨接触良好并可…”主要考查了你对  【楞次定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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