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如图所示,两根电阻可忽略的平行金属导轨右端串接一金属棒CD,闭合导线环H与导轨在同一水平面,在CD棒的左侧存在有界磁场,磁场方向垂直导轨平面向下.金属棒AB与导轨保持良好接触,并沿导轨在aa′与bb′之间做简谐运动,平衡位置在OO′.当AB处于
OO′
OO′
位置时,金属棒CD的功率达到最大,当AB处于
aa′
aa′
位置时,H中顺时针方向的感应电流达到最大.
分析:金属棒AB在磁场中做简谐运动,由于棒的切割运动,产生感应电动势,出现感应电流,并受到安培力作用.而棒CD的功率大小是由通过的感应电流决定.因此当感应电动势最大时,金属棒CD的功率达到也最大.
线圈H中磁通量的变化是由金属棒CD的感应电流决定的,当金属棒CD的感应电流最大时,线圈H中的感应电流最小;当金属棒CD的感应电流最小时,线圈H中的感应电流最大.
解答:解:金属棒AB在磁场中做简谐运动,由于棒的切割运动,产生感应电动势,出现感应电流,并受到安培力作用.
当速度最大时产生电动势也最大,则棒CD的电流最大,所以其功率也是最大.
当棒AB处于静止时,棒CD刚好没有感应电流,则线圈H中磁通量的变化率最大,所以感应电流也是达到最大.
故答案为:OO′aa′
点评:线圈中的感应电流是由金属棒AB的切割引起感应电流,从而使金属棒CD周围的磁场变化而产生.类似于线框在磁场转动切割一样,当穿过线框的磁通量最大时,此时感应电流为零;而当穿过线框的磁通量最小时,感应电流却最大.
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