Question

【题目】在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2T，有一水平放置的光滑框架，宽度L＝0.4m，如图所示，框架上放置一质量m＝0.05kg、电阻R＝1Ω的金属杆cd，框架电阻不计。若杆cd在水平外力F的作用下以恒定加速度a＝2m/s2由静止开始向右做匀变速运动，求：

(1)5s内的平均感应电动势；

(2)第5s末回路中的电流I；

(3)第5s末作用在杆cd上的水平外力F的大小。

Answer 1

【答案】（1）0.4V（2）0.8A（3）0.164N

【解析】

（1）由匀变速直线运动的位移公式求出位移，然后求出平均速度，再应用E=BLv求出感应电动势．（2）由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出电流；（3）由安培力公式求出安培力，由牛顿第二定律求出外力．

（1）5s内的位移为：x=at2=×2×52=25m
5s内的平均速度为：，
所以平均感应电动势为：；
（2）第5s末速度为：v=at=10m/s
此时感应电动势为：E=BLv，
回路中的电流为：．
（3）杆cd匀加速运动，由牛顿第二定律得：F-F安=ma，
即：F=BIL+ma=0.164N；