Question

【題目】如圖甲所示，一水平放置的線圈，匝數(shù)n=100匝，橫截面積S=0.2m2，電阻r=1Ω，線圈處于水平向左的均勻變化的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示。線圈與足夠長的豎直光滑導(dǎo)軌MN、PO連接，導(dǎo)軌間距l=20cm，導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌始終接觸良好，ab棒的電阻R=4Ω，質(zhì)量m=5g，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.5T。t=0時(shí)，導(dǎo)體棒由靜止釋放，g取10m/s2，求：

(1)t=0時(shí)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)太��；

(2)t=0時(shí)，導(dǎo)體棒ab兩端的電壓和導(dǎo)體棒的加速度大小；

(3)導(dǎo)體棒ab到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體棒所受重力的瞬時(shí)功率。

Answer 1

【答案】（1）2V；（2）1.6V；2m/s2；（3）0.25W；

【解析】⑴由圖乙可知，線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率：

由法拉第電磁感應(yīng)定律可知：

⑵t=0時(shí)，回路中電流：

導(dǎo)體棒ab兩端的電壓

設(shè)此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度為a，則由：

得：

⑶當(dāng)導(dǎo)體棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，滿足：

得：

此時(shí)，導(dǎo)體棒所受重力的瞬時(shí)功率