
(22-23高二上·江苏南京·期中)如图甲所示,间距为、足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ放置在绝缘水平桌面上,N、Q间接有电阻
,导体棒ab垂直放置在导轨上,接触良好。导轨间直径为L的圆形区域内有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B的大小随时间t变化规律如图乙所示,
,
,导体棒和导轨的电阻不计,导体棒ab静止。求:
(1)在时间内,回路中的感应电流I的大小和方向(用顺时针或逆时针表示);
(2)从时刻开始,导体棒以速度
向右匀速运动,则导体棒通过圆形区域过程中,导体棒所受安培力F的最大值。
【答案】(1);逆时针方向
(2)
【知识点】安培力的计算式及简单应用、由B-t图象计算感生电动势的大小
【详解】(1)在0∼t0时间内,回路中的磁感应强度的变化量为
圆形区域的面积为
回路中的感应电动势为
电阻R0上的电流为
方向为逆时针方向
(2)导体棒进入圆形磁场区域,保持匀速直线运动,当有效切割长度为L时,安培力最大此时电动势为
回路中的电流为
导体棒受到安培力最大值为
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