Question

8．如圖所示，導(dǎo)軌是水平的，導(dǎo)軌的間距L₁=0.5m，ab桿與導(dǎo)軌左端的距離L₂=0.8m．由導(dǎo)軌和ab桿所構(gòu)成的回路總電阻R=0.3Ω，方向豎直向下的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，重物的質(zhì)量M=0.04kg，用細(xì)繩通過定滑輪與ab桿的中點(diǎn)連接，不計(jì)摩擦．現(xiàn)使磁場以$\frac{△B}{△t}$=0.2T/s的變化率均勻地增大，當(dāng)t為多少時(shí)M剛離開地面？（g取10m/s²）

Answer 1

分析 穿過回路的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，知產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定，則ad所受的安培力增大，當(dāng)安培力等于m的重力時(shí)，重物被吊起，根據(jù)平衡求出被吊起時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，再根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率求出經(jīng)歷的時(shí)間．

解答 解：物體剛要離開地面時(shí)，其受到的拉力F等于它的重力mg，
拉力F等于棒aB所受的安培力，即：mg=F_A=BIL₁ ①，
由題意知，磁感應(yīng)強(qiáng)度：B=B₀+$\frac{△B}{△t}$t   ②
感應(yīng)電流：I=$\frac{E}{R}$   ③
由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=n$\frac{△B}{△t}$S ④
其中面積：S=L₁L₂ ⑤
聯(lián)立①②③④⑤得：t=5s
答：當(dāng)時(shí)間t為5s，重物剛好離開地面．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律E=n$\frac{△B}{△t}$S，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率恒定，感應(yīng)電流則恒定，根據(jù)共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解．