(2009•奉贤区二模)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L

(2009•奉贤区二模)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.
huqinlou0123 1年前 已收到1个回答 举报

cn_nj_zj 幼苗

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解题思路:当磁感应强度随时间变化时,出现磁通量变化,导致ab导线有感应电流出现,从而使其受到安培力作用.根据左手定则可确定安培力的方向,并对其受力分析,由对安培力的分解可求出摩擦力大小.

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
△tSsin30°=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
0.1A=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.

点评:
本题考点: 法拉第电磁感应定律;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用;闭合电路的欧姆定律.

考点点评: 考查由法拉第电磁感应定律与闭合电路殴姆定律相综合,同时由楞次定律判定感应电流方向,左手定则去确定安培力方向.值得注意的是:由于磁场与导轨平面不垂直,则磁通量变化中的面积应该是导轨平面沿磁场方向投影面积.

1年前

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