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如圖所示,螺線管與相距L的兩豎直放置的導軌相連,導軌處于垂直紙面向外、磁感應強度為B0的勻強磁場中。金屬桿ab垂直導軌,桿與導軌接觸良好,并可沿導軌無摩擦滑動。螺線管橫截面積為S,線圈匝數為N,電阻為R1,管內有水平向左的變化磁場。已知金屬桿ab的質量為m,電阻為R2,重力加速度為g.不計導軌的電阻,不計空氣阻力,忽略螺線管磁場對桿ab的影響。

(1)為使ab桿保持靜止,求通過ab的電流的大小和方向;

(2)當ab桿保持靜止時,求螺線管內磁場的磁感應強度B的變化率;

(3)若螺線管內方向向左的磁場的磁感應強度的變化率k>0)。將金屬桿ab由靜止釋放,桿將向下運動。當桿的速度為v時,仍在向下做加速運動。求此時桿的加速度的大小。設導軌足夠長。

(1)             方向為由ba

(2)           

(3) 


解析:

(1)以ab為研究對象,根據平衡條件  mg = B0I L   

    求出               

    通過ab桿電流方向為由ba

(2)根據法拉第電磁感應定律     

    根據歐姆定律              

    求出                 

(3)根據法拉第電磁感應定律

                         

    ab桿切割磁感線產生的電動勢 E2 = B0Lv

    總電動勢     E= E1 + E2                   

    感應電流                  

    根據牛頓第二定律        

    安培力        F = B0 IL            

    求出     

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如圖所示,螺線管與電流表組成閉合電路,條形磁鐵位于螺線管上方,下端為N極.則當螺線管中產生的感應電流( )

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 A.方向與圖示方向相同時,磁鐵靠近螺線管

 B.方向與圖示方向相反時,磁鐵靠近螺線管

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