Question

【題目】如圖所示，相距L的兩平行金屬導軌位于同一水平面上，左端與一阻值為R的定值電阻相連，一質量為m、阻值為r的導體棒放在導軌上，整個裝置置于磁感應強度大小為B0、方向豎直向下的勻強磁場中。導體棒在水平外力作用下以速度v沿導軌水平向右勻速滑動。滑動過程中棒始終保持與導軌垂直并接觸良好，導軌的電阻可忽略，棒與導軌間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g。求：

(1)棒中電流I的大小；

(2)水平外力F的大小；

(3)當棒與定值電阻間的距離為d時開始計時，保持棒速度v不變，欲使棒中無電流，求磁感應強度B隨時間t變化的關系式。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）根據法拉第電磁感應定律求出電動勢，根據閉合電路歐姆定律求解電流；

（2）根據安培力和平衡條件求解拉力F；

（3）根據感應電流產生的條件，當磁通量不變時，則無感應電流產生；

（1）棒切割磁感線產生電動勢為

根據閉合電路歐姆定律可以得到棒中電流為：

得到：；

（2）棒子受力平衡，根據平衡條件可以得到：，

得到：；

（3） 棒中無電流則回路磁通量不變，則：

得到：。