问题 问答题

如图,不计电阻的U形导轨水平放置,导轨宽l=0.5m,左端连接阻值为0.4Ω的电阻R.在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN,并用水平轻绳通过定滑轮吊着质 量为m=2.4g的重物,图中L=0.8m.开始重物与水平地面接触并处于静止.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感强度B0=0.5T,并且以

△B
△t
=0.1(T/s)的规律在增大.不计摩擦阻力.求至少经过多长时间才能将重物吊起?(g=10m/s2

答案

以MN为研究对象,有BIl=T;以重物为研究对象,有T+N=mg.

由于B在增大,安培力BIl增大,绳的拉力T增大,地面的支持力N减小,

当N=0,重物将被吊起.

此时    BIl=mg     

 B=B0+

△Bt
△t
=0.5+0.1t

感应电动势E=

△φ
△t
=
S△B
△t
=0.04(V)

感应电流  I=

E
RMN+R
=0.08(A)

由以上各式解得:t=1s   

答:至少经过1s时间才能将重物吊起.

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