Question

如圖所示的裝置中，線圈和線框都置于豎直平面內(nèi)，線圈的面積為1×10⁴cm²，線圈中磁感應強度B₁的變化是均勻的．線框中的磁場是勻強磁場，磁感應強度B₂=0.2T．a(chǎn)b與線框都是裸導線且接觸面光滑，ab可在線框上滑動，它的長度為L=10cm，質(zhì)量為4g，閉合電路的總電阻為R=0.5Ω，g=10m/s²．試求：（不計一切摩擦）
（1）若要使ab能處于靜止狀態(tài)，B₁的大小應該是減弱還是增強？
（必須寫出必要的文字說明，直接給出結(jié)論的不能得分）
（2）當ab恰好處于靜止狀態(tài)時B₁的變化率為多大？

Answer 1

分析：（1）要使ab處于靜止狀態(tài)，則有豎直向上的安培力，根據(jù)左手定則可知：感應電流的方向，再由楞次定律可得：磁感應強度的大小如何變化．
（2）當要使ab恰好處于靜止狀態(tài)時，則有安培力等于重力，從而由感應電流的大小求出感應電動勢大小，根據(jù)法拉第電磁感應定律可得出磁感應強度的變化率．

解答：解：（1）要使ab處于靜止狀態(tài)，必須：B₂IL=mg且安培力的方向向上
ab中的感應電流方向向左（由b到a）
由楞次定律可知：B₁的大小應該減弱
（2）根據(jù)題意，由B₂IL=mg
得I=

mg

B2L

=

4×10-3×10

0.2×0.1

A=2A
感應電動勢：E=IR=2×0.5V=1V
由法拉第電磁感應定律E=

△φ

△t

△B1

△t

=

E

S

=

1

1×104×10-4

T/s=1T/s
答：（1）若要使ab能處于靜止狀態(tài)，B₁的大小應該是減弱；
（2）當ab恰好處于靜止狀態(tài)時B₁的變化率為1T/s．

點評：考查共點力平衡條件、左手定則、楞次定律、法拉第電磁感應定律等規(guī)律的應用，同時注意左手定則與右手定則的區(qū)別．