如图所示,置于水平面上两根平行导轨间的距离d等于0.5m,金属杆ab置于导轨的一端,跨在两导轨之间,并且接

2025年05月06日 21:12
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解析:由于磁感应强度B的变化率是恒定的,所以回路中的感应电动势和感应电流均是不变的,但由于杆ab所受安培力F=BIl是随B的增大而均匀增大的,当安培力增大到F=2fm时,ab杆将开始运动.
(1)由于磁感应强度B的变化,回路中产生的感应电动势为E=S
回路中的电流为I=
设经过时间t,ab杆开始运动,则t时刻磁感应强度为Bt=B0+t
此时ab杆受到的安培力为
F=BtId=(B0+t)·
根据ab杆运动的条件可列出方程:
(B0+t)·=2fm,代入数据可解得:t=5 s.
(2)在t=5 s内回路产生的热量可用电热公式Q=I2Rt=(·)2Rt=0.16 J.
(3)在t=5 s内通过ab杆的电荷量为
q=It=·t=×5 C=2 C.
答案:(1)5 s (2)0.16 J (3)2 C