Question

如圖B-9所示，放置于水平面上的兩根平行金屬導軌間距離為d=0.5m，金屬細桿ab置于導軌一端；跨在兩軌之間，它與導軌之間的最大靜摩擦力為F_fm=0.2N，導軌另一端用直導線相連，形成一個矩形的回路.導軌長l=0.8m，電阻不計，桿ab的電阻R=0.2Ω，整個裝置置于磁場方向豎直向下的勻強磁場中，如果磁感應強度從B₀=1T瞬間開始，以0.2T/s的變化率均勻的增大，求：
（1）經過多長時間后，ab桿將開始運動？
（2）ab桿運動前回路中產生的焦耳熱為多少？

Answer 1

t=5s，0.16J
解：（1）由于磁感應強度B的變化，回路中產生的感應電動勢為                    E=
回路中的感應電流     I=
設經過時間t，ab桿開始運動，則t時刻磁感應強度為                    Bt=B₀+?t
此時ab桿所受到的安培力為
F_安=B_t?I?d=?d=2F_fm
ab桿開始運動的條件是F_安=2F_fm，則有
?d=2F_fm
代入數據得   t=5s
（2）在時間t=5s內回路中產生的焦耳熱為
Q=I²Rt=（）²Rt=0.16J
【試題分析】