问题 填空题

如图所示,AB为竖直固定金属棒,金属杆BC重为G.长为L,并可绕过B点垂直纸面的水平轴无摩擦转动,AC为轻质金属线,∠ABC=37°,∠ACB=90°,在图示范围内有一匀强磁场,其磁感应强度与时间成正比:B=k t,整个回路总电阻为R,则回路中感应电流I=______,当t=______时金属线AC中拉力恰为零.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)

答案

由题,磁感应强度与时间成正比:B=kt,则

△B
△t
=k,根据法拉第电磁感应定律得感应电动势为:E=
△B
△t
?
1
2
BC?BCcos∠ABC?sin∠ABC=k
1
2
L?L?
4
5
?
3
5
=0.24kL2

I=

E
R
=
0.24kL2
R

当金属线AC中拉力恰为零,BC的力矩平衡,以B转轴,由力矩平衡条件得:

G?

1
2
BC?sin∠ABC=F?
1
2
BC

解得安培力:F=

3
5
G

又F=BIL,B=kt,

联立解得:t=

5GR
2k2L3

故答案为:

0.24kL2
R
5GR
2k2L3

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