Question

【題目】如圖（a）所示，平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L=0.4m，導(dǎo)軌右端接有阻值R=1Ω的電阻，導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長(zhǎng)度也為L，從0時(shí)刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化，規(guī)律如圖（b）所示；同一時(shí)刻，棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)動(dòng)，1s后剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1m/s做直線運(yùn)動(dòng)，求：

（1）棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，回路中的電動(dòng)勢(shì)E；

（2）棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力F．

Answer 1

【答案】（1）0.04V（2）0.04N

【解析】試題分析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；根據(jù)棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式和歐姆定律求解感應(yīng)電流，再計(jì)算安培力大小．

（1）棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，電動(dòng)勢(shì)的大小為：①；

由幾何關(guān)系得：②；由題圖知③；

聯(lián)立①②③解得：E=0.04V…④

（2）棒在bd位置時(shí)E最大，為：；此時(shí)的電流為：；

受到的安培力大小為：，代入得，方向向左