(12分)如图所示,竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T,并且以
=0.1 T/s在变化,水平轨道电阻不计,且不计摩擦阻力,宽0.5 m的导轨上放一电阻R0=0.1 Ω的导体棒,并用水平线通过定滑轮吊着质量M=0.2 kg的重物,轨道左端连接的电阻R=0.4 Ω,图中的l=0.8 m,求至少经过多长时间才能吊起重物。
(12分)如图所示,竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T,并且以
=0.1 T/s在变化,水平轨道电阻不计,且不计摩擦阻力,宽0.5 m的导轨上放一电阻R0=0.1 Ω的导体棒,并用水平线通过定滑轮吊着质量M=0.2 kg的重物,轨道左端连接的电阻R=0.4 Ω,图中的l=0.8 m,求至少经过多长时间才能吊起重物。
解析:由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势:E= ①
由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流 I= ②
由于安培力方向向左,应用左手定则可判断出电流方向为顺时针方向(由上往下看)
再根据楞次定律可知磁场增加,在t时磁感应强度为: B′ =(B+・t) ③
此时安培力为 F安=B′Ilab ④
由受力分析可知 F安=mg ⑤
由①②③④⑤式并代入数据:t=495 s ⑥
①②③④⑤⑥各2分