问题 问答题

平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8Ω的电阻,轨道间距L=1m,轨道很长,本身电阻不计.轨道间磁场按如图所示的规律分布,其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度均为2cm,磁感应强度的大小均为B=1T,每段无磁场的区域宽度均为1cm,导体棒ab本身电阻r=1Ω,与轨道接触良好.现使ab以v=10m/s向右匀速运动.求:

(1)当导体棒ab从左端进入磁场区域时开始计时,设电流方向从a流向b为正方向,请你在i-t坐标系中画出流过导体棒ab的电流随时间的变化关系图象(至少画出两个周期的图象).

(2)整个过程中流过导体棒ab的电流为交变电流,求出流过导体棒ab的电流有效值.

答案

(1)ab在两磁场中切割磁场产生的电动势E=BLV=10(V)

则ab中的感应电流大小均为I=

E
R+r
=
10
4+1
=2(A)

流过导体棒ab的电流随时间变化规律如图所示.

(2)由电流图象得流过ab棒的电流周期为T=6×10-3s

I2有
RT=I2Rt
I2有
×R×6×10-3s=(2A)2×R×4×10-3s

I 有
=
2
6
3
A

答:

(1)流过导体棒ab的电流随时间的变化关系图象如图所示.

(2)流过导体棒ab的电流有效值是

2
6
3
A.

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