Question

【題目】如圖甲所示，水平面內間距為L=0.5M的平行金屬導軌，左端連接一阻值為R=的電阻，右端MN和PQ之間存在寬度為d=2cm的豎直方向的磁場，磁感應強度隨時間變化規律如乙圖所示，(取豎直向下為正方向)，t=0時刻，導體棒ab在水平恒力F的作用下由靜止開始向右運動，已知導體棒的質量為m=0.1kg，阻值r=，導體棒與導軌間的摩擦因數=0.2，不計其它電阻，取g=10m·s-2。

(1)求0~2s內通過電阻R的電流；

(2)若F=0.5N，在t=3s時導體棒恰好進入磁場，求此時導體棒兩端的電壓。

Answer 1

【答案】(1)電流為零；(2)1.2V

【解析】

(1)02秒內變化的磁場不在回路中，則通過電阻R的電流為零。

(2)03秒導體棒在磁場外做勻加速直線運動，由牛頓第二定律可知

導體棒剛進入磁場時的速度為

導體棒剛進入磁場時的電動勢為

此時電阻R和導體棒串聯，電路中的電流為

此時棒兩端的電壓為

解得