问题
计算题
如图所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动,此时adcb构成一个边长为l的正方形,棒的电阻为r,其余电阻不计,开始时磁感强度为B0。
(1)若从t=0时刻起,磁感强度均匀增加,每秒增量为k,同时保持棒静止,求ab棒中的感应电流大小,并说明感应电流的方向。
(2)在上述(1)情况中,始终保持棒静止,当t=t1秒未时需加的垂直于棒的水平拉力为多大?
(3)若从t=0时刻起,磁感强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右作匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?
答案
解:(1)电流强度I=E/r,E==KL2,I=kL2/r,ab棒的电流方向b
a
(2)ab棒始终保持静止,水平力F=F安,F安=BIL,B=(B0+Kt1)
∴F=(B0+kt1)kL3/r
(3)ab棒不产生感应电流,回路中磁通量不发生变化B0L2=BL(L+Vt)
∴B=B0L/(L+vt)