问题
问答题
如图所示．固定在水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时abeb构成一个边长为L的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为B0．
（1）若从t=0时刻起，磁感应强度B均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向；
（2）在上述（1）情况中，棒始终保持静止，当t=t1秒时需加的垂直于水平拉力为多大？
（3）若从t=0时刻起，磁感应强度B逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流．则磁感应强度B应怎样随时间t变化？（写出B与t的关系式）
答案
（1）由题得：磁感应强度B的变化率
=kT/s，△B △t
由法拉第电磁感应定律知：
回路中感应电动势 E=
=△Φ △t
=kl2△Bs △t
感应电流 I=kL2 r
根据楞次定律知感应电流方向为逆时针，即由b→a→d→e．
（2）当t=t1时，B=B0+kt1
安培力大小为F安=BIL
棒的水平拉力 F=F安=(B0+kt1)kL3 r
（3）为了使棒中不产生感应电流，则回路中总磁通量不变．
t=0时刻，回路中磁通量为B0L2
设t时刻磁感应强度为B，此时回路中磁通量为BL（L+vt））
应有 BL（L+vt）=B0L2
则B=B0L L+vt
磁感应强度随时间的变化规律是B=B0L L+vt
答：
（1）棒中的感应电流大小为
，感应电流的方向为逆时针；kL2 r
（2）棒始终保持静止，t=t1秒时需加的垂直于水平拉力为
．(B0+kt1)kL3 r
（3）磁感应强度B的表达式为B=
．B0L L+vt