问题
问答题
如图甲所示,100匝的圆形线圈，线圈两端与同一平面内放置的光滑平行导轨两端相连，导轨宽L＝0.5m,长也为L的导体棒MN垂直放在导轨上且与导轨良好接触。电路中接入的电阻R=5Ω,导轨、导体棒与线圈电阻均不计。在导轨平面范围内有匀强磁场B1＝0.4T垂直穿过，方向垂直纸面向外。在线圈内有垂直纸面向内的匀强磁场B2 ，线圈中的磁通量随时间变化的图像如图乙所示.请根据下列条件分别求解：
（1）如导体棒MN在外力作用下保持静止，求t=2s时刻导体棒受到的安培力。
（2）如导体棒MN在外力作用下 ，在匀强磁场B1中向右作匀速直线运动，运动速度大小为v＝25m/s,求t=2s时刻导体棒受到的安培力。
答案
（1） 2 N （2）2.2 N
（1）由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为：
E2＝n△
／△t=100×
V=50V，① （2分）
回路中产生的感应电流为：I＝
＝10A， ②（2分）
导体棒MN受到的安培力为：F = B1IL＝0.4×10×0.5 N＝2 N， ③（3分）
（2）由于导体棒MN切割磁感线产生的感应电动势为：
E1＝B1LV =0.4×0.5×25V=5V，④（2分）
又E1、E2产生的电流方向相同，所以回路中产生的感应电流为：
I′＝
＝
V="11A" ， ⑤（3分）
所以导体棒MN受到的安培力为：
F ′= B1 I′ L＝0.4×11×0.5 N＝2.2 N， ⑥（3分）