Question

【题目】如图甲所示，质量m＝3×10－3 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平细杆CD长l＝0.20 m，处于磁感应强度大小B1＝1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中．有一匝数n＝300匝、面积S＝0.01 m2的线圈通过开关K与两水银槽相连．线圈处于与线圈平面垂直的、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B2的大小随时间t变化的关系如图乙所示．(g＝10 m/s2)

(1)求0～0.10 s内线圈中的感应电动势大小；

(2)t＝0.22 s时闭合开关K，若细杆CD所受安培力方向竖直向上，判断CD中的电流方向及磁感应强度B2的方向；

(3)t＝0.22 s时闭合开关K，若安培力远大于重力，细框跳起的最大高度h＝0.20 m，求通过细杆CD的电荷量．

Answer 1

【答案】(1)30 V　(2)电流方向由C到D　B2方向向上　(3)0.03 C

【解析】(1)由电磁感应定律有E＝n

得E＝nS＝30 V

(2)由左手定则得：电流方向由C到D

因此B2方向向上

(3)由牛顿第二定律有F＝ma＝m

(或由动量定理FΔt＝mv－0)

安培力F＝IB1l

q＝IΔt

v2＝2gh

得q＝＝0.03 C.