如图甲所示,固定于水平桌面上的金属导轨abcd足够长,金属棒ef搁在导轨上,可无摩擦地滑动,此时bcfe构成一个边长为l的正方形.金属棒的电阻为r,其余部分的电阻不计.在t=0的
◎ 题目
如图甲所示,固定于水平桌面上的金属导轨abcd足够长,金属棒ef搁在导轨上,可无摩擦地滑动,此时bcfe构成一个边长为l的正方形.金属棒的电阻为r,其余部分的电阻不计.在t=0的时刻,导轨间加一竖直向下的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示.为使金属棒ef在0-t1保持静止,在金属棒ef上施加一水平拉力F,从t1时刻起保持此时的水平拉力F不变,金属棒ef在导轨上运动了s后刚好达到最大速度,求: (1)在t=
(2)金属棒ef在导轨上运动的最大速度; (3)从t=0开始到金属棒ef达到最大速度的过程中,金属棒ef中产生的热量. |
◎ 答案
(1)
导体棒受到的安培力F安=
由楞次定律可知,感应电流从f流向e,由左手定则可知,导体棒受到的安培力向左; 由平衡条件可知,此时水平拉力F=
(2)导体棒切割磁感线产生感应电动势, 当金属棒的速度最大时,感应电动势E′=B1lvm, 此时导体棒受到的安培力F安′=B1?
此时水平拉力F′=2× |