Question

如圖所示，U形導(dǎo)線框固定在水平面上，右端放有質(zhì)量為m的金屬棒ab，ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，它們圍成的矩形邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)_１、L_２，回路的總電阻為R.從t=0時(shí)刻起，在豎直向上方向加一個(gè)隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=kt（k>0），那么在t為多大時(shí)，金屬棒開(kāi)始移動(dòng)？

Answer 1

見(jiàn)試題分析
【試題分析】
 金屬桿在移動(dòng)之前，回路的面積不發(fā)生變化.但由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化，回路的磁通量要發(fā)生變化，所以回路中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).我們利用法拉第電磁感應(yīng)定律可以計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.
由E==kL_１L_２可知，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定的.
又由I=知，回路中的電流大小也是恒定的.
由于安培力F=BIL∝B=kt∝t，所以安培力將隨時(shí)間而增大.
當(dāng)安培力增大到等于最大靜摩擦力時(shí)，ab將開(kāi)始向左移動(dòng).
這時(shí)有kt?L_１?=μmg
解得  t=