Question

如图所示，螺线管与相距L的两竖直放置的导轨相连，导轨处于垂直纸面向外、磁感应强度为B₀的匀强磁场中．金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦滑动．螺线管横截面积为S，线圈匝数为N，电阻为R₁，管内有水平向左的变化磁场．已知金属杆ab的质量为m，电阻为R₂，重力加速度为g．不计导轨的电阻，不计空气阻力，忽略螺线管磁场对杆ab的影响．

(1)为使ab杆保持静止，求通过ab的电流的大小和方向；

(2)当ab杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率；

(3)若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率(k＞0)．将金属杆ab由静止释放，杆将向下运动．当杆的速度为v时，仍在向下做加速运动．求此时杆的加速度的大小．设导轨足够长．

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)以ab为研究对象，根据平衡条件　mg＝B0IL　　(2分) 　　求出　　　　(1分) 　　通过ab杆电流方向为由b到a(或在图中标出)　　(2分) 　　(2)根据法拉第电磁感应定律　　　(3分) 　　根据欧姆定律　　　　(2分) 　　求出　　　　(1分) 　　(3)根据法拉第电磁感应定律 　　　　(1分) 　　ab杆切割磁感线产生的电动势E2＝B0Lv　　(1分) 　　总电动势　　E总＝E1＋E2　　(1分) 　　感应电流　　　　(1分) 　　根据牛顿第二定律　　　(1分) 　　安培力　　F＝B0L　　(1分) 　　求出　　　(1分)