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19.如图所示,圆形线圈和框架都处于竖直平面内,线圈面S=1.0×104cm2,B1是均匀变化的磁场,质量m=4g、长度L=10cm的导体棒ab可在框架上无摩擦滑动,若B2=0.2T,闭合回路总电阻R=0.5Ω,则当$\frac{△{B}_{1}}{△t}$为何值时,导体棒可静止于线圈上?B1应增强还是减弱?(g取10m/s2

分析 要杆ab静止,则ab受到的安培力应该向上,判断可得,电流方向由b到a,
根据受力平衡,结合闭合电路欧姆定律,及安培力表达式,即可求解

解答 解:要杆ab静止,则ab受到的安培力应该向上,判断可得,电流方向由b到a,
由楞次定律知,B1应减弱.
F=mg
F=B2IL
由闭合电路欧姆定律,则有:I=$\frac{E}{R}$;
E=nS$\frac{△{B}_{1}}{△t}$
以上式子联合得:$\frac{△{B}_{1}}{△t}$=$\frac{mgR}{{B}_{2}SL}$=$\frac{4×1{0}^{-3}×10×0.5}{0.2×1.0×0.1}$=1T/s
答:当$\frac{△{B}_{1}}{△t}$为1T/s,导体棒可静止于线圈上,B1应减弱的.

点评 考查法拉第电磁感应定律、楞次定律与闭合电路欧姆定律,掌握平衡条件,理解安培力的表达式内容.

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