如图甲所示,电阻不计,间距为l的平行长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垂直放置到导轨上,ef与导轨接触良好,并可在

◎ 题目

如图甲所示,电阻不计,间距为l的平行长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垂直放置到导轨上,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在ef中点,另一端固定于墙上,轻杆与导轨保持平行,ef、ab两棒间距为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)求在0~t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向;
(2)求在t0-2t0时间内导体棒ef产生的热量;
(3)1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向.
魔方格

◎ 答案

(1)在0~t0时间内,磁感应强度的变化率
△B
△t
=
B0
t0

产生感应电动势的大小:E1=
△?
△t
=
△B
△t
S=
B0ld
t0

流过导体棒ef的电流大小:I1=
E1
2R
=
B0ld
2Rt0

有楞次定律可判断电流方向为e→f
(2)在t0~2t0时间内,磁感应强度的变化率
△B
△t
=
2B0
t0

产生感应电动势的大小E2=
△?
△t
=
△B
△t
ld=
2B0ld
t0

流过导体棒ef的电流大小I2=
E2
2R
=
B0ld
Rt0

时间内导体棒ef产生的热量Q=
I22
Rt0=
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