问题 填空题

如图所示在水平金属导轨上有一电阻R=0.1Ω,金属杆ab与导轨组成一闭合矩形电路,两条导轨间距L1=40cm,矩形导轨长L2=50cm,导轨区域处于与水平面成30°角的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律是B=(2+0.2t)T,若t=10s时ab仍静止,导轨与ab的电阻不计,则这时流经ab的电流I=______A,杆ab所受摩擦力为______N.

答案

根据磁感应强度随时间变化规律是B=(2+0.2t)T得,穿过线框的磁通量的变化与时间比值为

△B
△t
Ssin30°=0.2×0.4×0.5×0.5V=0.02V

则有线框中产生感应电动势为:E=0.02V

由闭合电路殴姆定律可得:I=

E
R
=
0.02
0.1
A=0.2A

根据磁感应强度随时间变化规律是B=(2+0.2t)T得,穿过线框的磁通量增加由楞次定律可得感应电流方向为b到a.

则由左手定则可得安培力的方向,如图所示

则有:F=BIL1=(2+0.2×10)×0.2×0.4N=0.32N

由于棒处于平衡状态,则有安培力的水平分力与静摩擦力相等,

所以Ff=Fsin30°=0.32×0.5N=0.16N

故答案为:0.2A;0.16N.

多项选择题
问答题 论述题