Question

如圖（甲）所示，電阻不計、間距為l的平行長直金屬導軌置于水平面內，阻值為R的導體棒ab固定連接在導軌左端，另一阻值也為R的導體棒ef垂直放置在導軌上，ef與導軌接觸良好并可在導軌上無摩擦移動。現(xiàn)有一根輕桿一端固定在ef中點，另一端固定于墻上，輕桿與導軌保持平行，ef、ab兩棒間距離為d。若整個裝置處于方向豎直向下的勻強磁場中，且從某一時刻開始，磁感應強度B隨時間t按圖（乙）所示的方式變化 。

（1）試判斷在0―2t₀時間內流過導體棒ef電流的方向；

（2）求在0―2t_­0時間內導體棒ef產生的熱量；

（3）取輕桿受壓力為正，受拉力為負，在圖（丙）坐標系中畫出0―2t₀時間內輕桿受力F隨時間t的變化圖象，注意標明特值點的坐標。

     

Answer 1

（1）在0―t₀­電流方向e→f，t₀―2t₀電流方向f→e

（2）在0―t₀時間內，回路中的感應電流方向為順時針方向，感應電動勢大小為

t₀―2t₂時間內，回路中感應電流方向為逆時針，感應電動勢大小為

在0―2t₀時間內，ef上產生的熱量為

（3）在0―t₀時間內，回路中的感應電流

方向為順時針方向，桿受向右的壓力，為正，大小為

t₀-2t₀時間內，回路中感應電流的方向為逆時針，桿受左的拉力，為負，大小為

綜合上述可得到的如圖示的圖象。