Question

【题目】在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，，有一水平放置的光滑框架，宽度为，如图所示，框架上放置一质量、电阻的金属杆ab，框架电阻不计，在水平外力F的作用下，杆ab以恒定加速度，由静止开始做匀变速运动求：

在5s内平均感应电动势是多少？

第5s末作用在杆ab上的水平外力F多大？

定性画出水平外力F随时间t变化的图象．

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）根据法拉第电磁感应定律求出5s内的平均感应电动势．（2）根据速度时间公式求出5s末的速度，结合切割产生的感应电动势公式、欧姆定律、安培力公式，根据牛顿第二定律求出F的大小．（3）根据牛顿第二定律，结合切割产生的感应电动势公式、欧姆定律和安培力公式得出F与t的关系式，从而作出图线．

（1）5s内杆ab运动的位移为：

根据法拉第电磁感应定律得：

（2）5s末金属杆的速度为：

安培力为：

根据牛顿第二定律得：

解得：

（3）根据得：

图线如图所示: