如圖所示,螺線管橫截面積為S,線圈匝數(shù)為N,電阻為R1,管內(nèi)有水平向左的變化磁場。螺線管與足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相連并固定在同一平面內(nèi),與水平面的夾角為q,兩導(dǎo)軌間距為L。導(dǎo)軌電阻忽略不計。導(dǎo)軌處于垂直斜面向上、磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場中。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌,桿與導(dǎo)軌接觸良好,并可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動。已知金屬桿ab的質(zhì)量為m,電阻為R2,重力加速度為g。忽略螺線管磁場對金屬桿ab的影響、忽略空氣阻力。

(1)為使ab桿保持靜止,求通過ab的電流的大小和方向;
(2)當ab桿保持靜止時,求螺線管內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B的變化率;
(3)若螺線管內(nèi)方向向左的磁場的磁感應(yīng)強度的變化率DB/Dt=k(k>0)。將金屬桿ab由靜止釋放,桿將沿斜面向下運動。求當桿的速度為v時,桿的加速度大小。
(1),電流方向為由b到a(2)(3)

試題分析:(1)以金屬桿ab為研究對象,根據(jù)平衡條件 - B0I L=0(1分)
                        (1分)
通過ab桿電流方向為由b到a(或在圖中標出)  (1分)
(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 (1分)
根據(jù)歐姆定律              (1分)
得:   (1分)
(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 (1分)
ab桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢 E2 = B0Lv    (1分)
總電動勢     E= E1 + E2
感應(yīng)電流                     (1分)
根據(jù)牛頓第二定律        (1分)
安培力        F = B0 I′L              (1分)
所以          (1分)
練習冊系列答案
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A.B.C.D.

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