如图9所示,固定于水平面上的金属框,处在竖直向下的匀强磁场中

如图9所示,固定于水平面上的金属框,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动.此时构成一个边长的正方形,棒电阻,其余电阻不计,开始时磁感应强度为B.

图9

(1)若以

=0时起,磁感应强度均匀增加,每秒增加量k,同时保持棒静止,求棒中的感应电流.

(2)在上述情况中,棒始终保持静止,当

时需加垂直于棒水平外力多大?

(3)若从

=0时起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度向右匀速运动,可使棒中不产生,则磁感应强度应怎样随时间变化?(写出B的关系式)

答案

解析:(1)据法拉第电磁感应定律,回路中产生的感应电动势为

回路中的感应电流为

.

(2)当时,

金属杆所受的安培力为

据平衡条件,作用于杆上的水平拉力为

.

(3)要使棒中不产生感应电流,则通过闭合回路的磁通量不变,即),

解得.

答案:(1). 

(2) .

(3) .

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