首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
导体切割磁感线时的感应电动势
> 正文
返回
打印
如图所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中．金属杆ab与金属框架接触良好．此时abed构成一个边长为l的正方形，金属杆的电阻为r，其
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B
0
的匀强磁场中．金属杆ab与金属框架接触良好．此时abed构成一个边长为l的正方形，金属杆的电阻为r，其余部分电阻不计．
（1）若从t=0时刻起，磁场的磁感应强度均匀增加，每秒钟增量为k，施加一水平拉力保持金属杆静止不动，求金属杆中的感应电流．
（2）在情况（1）中金属杆始终保持不动，当t=t
1
秒末时，求水平拉力的大小．
（3）若从t=0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当金属杆在框架上以恒定速度v向右做匀速运动时，可使回路中不产生感应电流．写出磁感应强度B与时间t的函数关系式．
◎ 答案
解（1）设瞬时磁感应强度为B，由题意得率
△B
△t
=
B-
B
0
△t
=k
①
产生感应电动势为
E=
△φ
△t
=
△BS
△t
=
(B-
B
0
)S
△t
=k
l
2
②
根据闭合电路欧姆定律得，产生的感应电流
I=
E
r
=
k
l
2
r
③
（2）由题意，金属杆始终保持不动，根据二力平衡，安培力等于水平拉力，即有F=F
安
④
F
安
=BIl ⑤
由①③⑤得
F
按
=
(
B
0
+k
t
1
)k
l
3
r
所以
F=
(
B
0
+k
t
1
)k
l
3
r
（3）回路中感应电流为0，磁感应强度逐渐减小产生的感生电动势E和金属杆运动产生的动生电动势E′大小，方向相反，即E+E′=0，
则有
(B-
B
0
)
l
2
t-0
+Blv=0
解得
B=
B
0
l
l+vt
答：
（1）金属杆中的感应电流为为
k
l
2
r
．
（2）水平拉力的大小为
(
B
0
+k
t
1
)k
l
3
r
．
（3）要使回路中不产生感应电流，磁感应强度B与时间t的函数关系式为
B=
B
0
l
l+vt
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中．金属杆ab与金属框架接触良好．此时abed构成一个边长为l的正方形，金属杆的电阻为r，其…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【闭合电路欧姆定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】 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。
http://www.00-edu.com/html/202304/451182.html
十二生肖
十二星座
