Question

如圖4-5-7所示，導(dǎo)軌是水平的，間距L₁=0.5 m，ab桿與導(dǎo)軌左端的距離L₂=0.8 m.由導(dǎo)軌與ab桿所構(gòu)成的回路的總電阻R=0.2 Ω，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B₀=1 T，重物的質(zhì)量M=0.04 kg，用細(xì)繩通過(guò)定滑輪與ab桿的中點(diǎn)相連，各處的摩擦均可忽略不計(jì).現(xiàn)使磁場(chǎng)以=0.2 T/s的變化率均勻地增大，試求當(dāng)t為多少秒時(shí)，M剛好離開(kāi)地面(取g=10 m/s²).

 

圖4-5-7

Answer 1

解析：因?yàn)榇艌?chǎng)在變化，在閉合回路中產(chǎn)生的是感生電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)楞次定律和左手定則知ab受到的安培力方向向左，當(dāng)F_安≥Mg時(shí)，重物將被拉起.

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感生電動(dòng)勢(shì)E==L₁L₂，回路中的感應(yīng)電流為I=

ab桿所受的安培力F_安=BL₁I=（B₀+t）L₁I，

聯(lián)立上述四個(gè)方程解得：t=()²-B₀=5 s.