问题
问答题
如图甲所示，电阻不计、间隔距为l的平行长直金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直旋转在导轨上，ef与导轨接触良好并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定中ef中中断过程，另一端固定于墙上；轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒之间距离为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化。
（1）求0 ~ t0时间内流过导体棒ef的电流大小和方向；
（2）求t0 ~ 2t0时间内导体棒ef产生的热量；
（3）分别写出0 ~ t0、t0 ~ 2t0时间内轻杆受力F随时间t 变化的函数关系式，求出2t0时刻轻杆受力F的大小和方向。
答案
（1）I1 =
电流方向为e→ f
（2）Q =
（3）F =
，方向为向左的拉力
（1）在0 ~ t0时间内，磁感应强度的变化率
=
产生感应电动势的大小不E1 =
流过导体棒ef的电流大小I1 = （4分）
由楞次定律可判断电流方向为e→f （1分）
（2）在t0 ~ 2t0时间内，磁感应强度的变化率
产生感应电动势的大小E2 =
流过导体棒ef的电流大小I2 =
（4分）
t0 ~ 2t0时间内导体棒ef产生的热量Q = （2分）
（3）在0 ~ t0时间内，磁感应强度B随时间t变化的函数关系为
轻杆受力F = B1I1l
0 ~ t0时间内轻杆受力F随时间t变化的函数关系式 F1 =
在t0 ~ 2t0时间内，磁感应强度B随时间t变化的函数关系为
B2 =
轻杆受力F = B2I2l
t0 ~ 2t0时间内轻杆受力F随时间t变化的函数关系式 F2 =
在2t0时刻轻杆受力F的大小为F =，方向为向左的拉力（3分）