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=

1
2
at2=
1
2
×2×52
m=25m

5s内的平均速度

.
v
=
x
t
=
25
5
m/s=5m/s

所以平均感应电动势:

.
E
=BL
.
v
=0.2×0.4×5V=0.4V

(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
=
0.2×0.4×10
1
A=0.8A

(3)杆匀加速运动,则根据牛顿第二定律得:F-F=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.

选择题
判断题