Question

如圖（甲）所示，電阻不計(jì)、間距為l的平行長直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，阻值為R的導(dǎo)體棒ab固定連接在導(dǎo)軌左端，另一阻值也為R的導(dǎo)體棒ef垂直放置在導(dǎo)軌上，ef與導(dǎo)軌接觸良好并可在導(dǎo)軌上無摩擦移動(dòng)�，F(xiàn)有一根輕桿一端固定在ef中點(diǎn)，另一端固定于墻上，輕桿與導(dǎo)軌保持平行，ef、ab兩棒間距離為d。若整個(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，且從某一時(shí)刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖（乙）所示的方式變化 。

（1）試判斷在0―2t₀時(shí)間內(nèi)流過導(dǎo)體棒ef電流的方向；

（2）求在0―2t_­0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒ef產(chǎn)生的熱量；

（3）取輕桿受壓力為正，受拉力為負(fù)，在圖（丙）坐標(biāo)系中畫出0―2t₀時(shí)間內(nèi)輕桿受力F隨時(shí)間t的變化圖象，注意標(biāo)明特值點(diǎn)的坐標(biāo)。

     

Answer 1

（1）在0―t₀­電流方向e→f，t₀―2t₀電流方向f→e

（2）在0―t₀時(shí)間內(nèi)，回路中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，感應(yīng)電動(dòng)勢大小為

t₀―2t₂時(shí)間內(nèi)，回路中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，感應(yīng)電動(dòng)勢大小為

在0―2t₀時(shí)間內(nèi)，ef上產(chǎn)生的熱量為

（3）在0―t₀時(shí)間內(nèi)，回路中的感應(yīng)電流

方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，桿受向右的壓力，為正，大小為

t₀-2t₀時(shí)間內(nèi)，回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，桿受左的拉力，為負(fù)，大小為

綜合上述可得到的如圖示的圖象。