如图所示,在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,有两条光滑的平行金属导轨,其电阻不计,间距为L,导轨平面与磁场方向垂直,ab、cd为垂直放置在导轨上的两根相同的金
◎ 题目
如图所示,在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,有两条光滑的平行金属导轨,其电阻不计,间距为L,导轨平面与磁场方向垂直,ab、cd为垂直放置在导轨上的两根相同的金属棒,它们的电阻都为R、质量都为m,abdca构成闭合回路,cd棒用能承受最大拉力为FT的水平细线拉住,ab棒在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速运动. 求:(1)经多长时间细线将被拉断; (2)细线被拉断前,F随时间t的变化规律; (3)从ab棒开始运动到cd棒刚要开始运动的过程中,流过cd棒的电荷量. |
◎ 答案
(1)设经t时间细线将被拉断,此时棒ab产生的感应电动势为 E=BLv=BLat, 回路中感应电流为I=
cd棒所受的安培力为 F安=BIL=
解得 t=
(2)细线被拉断前,对ab棒,由牛顿第二定律得 F-BIL=ma,所以F=
(3)从ab棒开始运动到cd棒刚要开始运动的过程中,由
q=
将t=
答: (1)经
(2)细线被拉断前,F随时间t的变化规律为:F= |