Question

如圖甲，光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，電阻不計(jì)．兩導(dǎo)軌間距d=10cm，導(dǎo)體棒ab、cd放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．每根棒在導(dǎo)軌間部分的電阻均為R=1.0Ω．用長(zhǎng)為L(zhǎng)=20cm的絕緣絲線將兩棒系住．整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．t=0的時(shí)刻，磁場(chǎng)方向豎直向下，絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài)．此后，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示．不計(jì)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的影響．整個(gè)過(guò)程絲線未被拉斷．求：
（1）0～2.0s的時(shí)間內(nèi)，電路中感應(yīng)電流的大小；
（2）t=1.0s的時(shí)刻絲線的拉力大小．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n

△Φ

△t

求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而求出感應(yīng)電流．
（2）對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，在水平方向上受拉力和安培力，根據(jù)F_A=BIL求出安培力的大小，從而求出拉力的大小．

解答：解：（1）從圖象可知，

△B

△t

=0.1T/s
E=n

△Φ

△t

=

△BS

△t

=0.1×0.1×0.2V=0.002V
則I=

E

R總

=

0.002

2

A=0.001A
故電路中感應(yīng)電流的大小為0.001A．
（2）導(dǎo)體棒在水平方向上受拉力和安培力平衡
T=F_A=BIL=0.1×0.001×0.1N=1×10^-5N．
故t=1.0s的時(shí)刻絲線的拉力大小1×10^-5N．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律E=n

△Φ

△t

以及安培力的大小公式F=BIL．