Question

【題目】在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強磁場中，，有一水平放置的光滑框架，寬度為，如圖所示，框架上放置一質量、電阻的金屬桿ab，框架電阻不計，在水平外力F的作用下，桿ab以恒定加速度，由靜止開始做勻變速運動求：

在5s內平均感應電動勢是多少？

第5s末作用在桿ab上的水平外力F多大？

定性畫出水平外力F隨時間t變化的圖象．

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）根據法拉第電磁感應定律求出5s內的平均感應電動勢．（2）根據速度時間公式求出5s末的速度，結合切割產生的感應電動勢公式、歐姆定律、安培力公式，根據牛頓第二定律求出F的大小．（3）根據牛頓第二定律，結合切割產生的感應電動勢公式、歐姆定律和安培力公式得出F與t的關系式，從而作出圖線．

（1）5s內桿ab運動的位移為：

根據法拉第電磁感應定律得：

（2）5s末金屬桿的速度為：

安培力為：

根據牛頓第二定律得：

解得：

（3）根據得：

圖線如圖所示: