问题
问答题
在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.2T,有一水平放置的光滑框架,宽度为L=0.4m,如图所示,框架上放置一质量为0.05kg,电阻为1Ω的金属杆cd,框架电阻不计.若cd杆以恒定加速度a=2m/s2,由静止开始做匀变速运动,则
(1)在5s内平均感应电动势是多少?
(2)第5s末,回路中的电流多大?
(3)第5s末,作用在cd杆上的水平外力多大?
答案
(1)5s内的位移:x=
at2=1 2
×2×52m=25m1 2
5s内的平均速度
=. v
=x t
m/s=5m/s25 5
所以平均感应电动势:
=BL. E
=0.2×0.4×5V=0.4V. v
(2)第5s末,v=at=2×5m/s=10m/s
此时感应电动势:E=BLv
由欧姆定律得:I=
=E R
=BLv R
A=0.8A0.2×0.4×10 1
(3)杆匀加速运动,则根据牛顿第二定律得:F-F安=ma
即 F=BIL+ma=(0.2×0.8×0.4+0.05×2)N=0.164N
答:(1)在5s内平均感应电动势是0.4V.(2)第5s末,回路中的电流为0.8A.(3)第5s末,作用在cd杆上的水平外力为0.164N.