↑ 收起筛选 ↑

试题详情

如图所示,两条平行的金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上,两导轨之间距离L=1m,且MP、AB、CD、EF之间间距也均为L=1m,导轨MN、PQ和MP单位长度电阻均为,虚线AB右侧空间存在匀强磁场,磁场方向竖直向下,且大小随时间的变化关系为:,导体棒开始时在外力作用下静止于CD处,若导体棒电阻的不计,求:

(1)通过导体棒的电流大小和方向;

(2)若导体棒在外力作用下以2m/s的速度匀速向右运动,在t=0时刻刚好经过CD处,则此时导体棒所受的安培力为多大;

(3)在第(2)问的情景下,导体棒从CD匀速运动到EF的过程中安培力做的功为多少?

已帮助 209 人解答此问题

试题答案

见解析

试题解析

(1)导体棒不动时,回路中产生感生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律:

而此时回路总电阻:                                                由闭合电路欧姆定律:    

由①②③解得:    

根据楞次定律可知电流的方向为D到C

(2)导体棒匀速运动时,同时产生感生和动生感应电动势,由楞次定律可知,方向相同,根据法拉第电磁感应定律:

由闭合电路欧姆定律: 

导体棒所受的安培力:   

由②④⑤⑥解得:  

(3)根据法拉第电磁感应定律,t时刻的总电动势为:

t时刻回路的总电电阻为:

t时刻通过导体棒的电流为:

由⑦⑧⑨解得:代入数据得:

即回路电流外为定值,与时间无关,所以导体棒所受安培力随时间均匀变化;而导体棒匀速运动,从而安培力随位移也均匀变化,则导体棒运动到CD处所受安培力为:

则安培力所做的功为:    

由⑩1112解得:

少年,再来一题如何?
相关试题