Question

【題目】在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，有一水平放置的光滑框架，寬度L＝0.4m，如圖所示，框架上放置一質(zhì)量m＝0.05kg、電阻R＝1Ω的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)。若桿cd在水平外力F的作用下以恒定加速度a＝2m/s2由靜止開(kāi)始向右做勻變速運(yùn)動(dòng)，求：

(1)5s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；

(2)第5s末回路中的電流I；

(3)第5s末作用在桿cd上的水平外力F的大小。

Answer 1

【答案】（1）0.4V（2）0.8A（3）0.164N

【解析】

（1）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式求出位移，然后求出平均速度，再應(yīng)用E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．（2）由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由歐姆定律求出電流；（3）由安培力公式求出安培力，由牛頓第二定律求出外力．

（1）5s內(nèi)的位移為：x=at2=×2×52=25m
5s內(nèi)的平均速度為：，
所以平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：；
（2）第5s末速度為：v=at=10m/s
此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv，
回路中的電流為：．
（3）桿cd勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：F-F安=ma，
即：F=BIL+ma=0.164N；