Question

在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L＝0.4 m，如圖所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg，電阻為1 Ω的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)．若cd桿以恒定加速度a＝2 m/s²，由靜止開始做勻變速運(yùn)動(dòng)，則

（1）在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？

（2）第5 s末，回路中的電流多大？

（3）第5 s末，作用在cd桿上的水平外力多大？

 

Answer 1

【答案】

(1)＝0.4 V (2) 0.8 A. (3) 0.164 N.

【解析】

試題分析：(1)5 s內(nèi)的位移：x＝at²＝25 m  

5 s內(nèi)的平均速度＝＝5 m/s

(也可用＝求解)

故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)＝BL＝0.4 V     

(2)第5 s末：v＝at＝10 m/s          

此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E＝BLv        

則回路電流為：I＝＝＝A＝0.8 A. 

(3)桿勻加速運(yùn)動(dòng)，則F－F_安＝ma          

即F＝BIL＋ma＝0.164 N.           

考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；牛頓第二定律．

點(diǎn)評(píng)：本題是電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，綜合了電磁感應(yīng)、電路、力學(xué)等知識(shí)．考查分析和解決綜合題的能力．