如图,两光滑导体框ABCD与EFGH固定在水平面内,在D点平滑接触,A、C分别处于FE、HG的沿长线上,ABCD是边长为a的正方形;磁感强度为B的匀强磁场竖直向上;导体棒MN置于导体框

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 法拉第电磁感应定律/2023-04-18 / 加入收藏 / 73 阅读 [打印]
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◎ 题目

如图,两光滑导体框ABCD与EFGH固定在水平面内,在D点平滑接触,A、C分别处于FE、HG的沿长线上,ABCD是边长为a的正方形;磁感强度为B的匀强磁场竖直向上;导体棒MN置于导体框上与导体框良好接触,以速度v沿BD方向从B点开始匀速运动,已知线框ABCD及棒MN单位长度的电阻为r,线框EFGH电阻不计。求:
⑴导体棒MN在线框ABCD上运动时,通过MN电流的最大值与最小值;
⑵为维持MN在线框ABCD上的匀速运动,必须给MN施加一水平外力,用F(t)函数表示该力;
⑶导体棒达D点时立即撤去外力,则它还能前进多远(设EF、GH足够长)?

◎ 答案


⑵  

◎ 解析

⑴设某时刻棒MN交线框于P、S点,令PS长为l,则
此时电动势E = Blv
MN左侧电阻    MN右侧电阻

故:I=……………………………………………④
因导线框ABCD关于AC对称,所以通MN的电流大小也具有对称性,所以
当l = 0时,电流最小值
当l = 时,电流最大值
⑵设MN到达B的时间为t0,则t0=,到达D点用时2t0
当0≤t≤t0时,由④式得:(其中vt ="l" )
代入F=BIl得:F =
当t0≤t≤2t0时,将代入④式得:
代入F=BIl得:
⑶导线框进入矩形磁场后,由牛顿第二定律得:
          取任意△t时间有:  
    

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,两光滑导体框ABCD与EFGH固定在水平面内,在D点平滑接触,A、C分别处于FE、HG的沿长线上,ABCD是边长为a的正方形;磁感强度为B的匀强磁场竖直向上;导体棒MN置于导体框…”主要考查了你对  【法拉第电磁感应定律】  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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