Question

如图甲所示，平行金属导轨MN、PQ放置于同一水平面内，导轨电阻不计，两导轨间距d=10cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直，每根棒在导轨间的部分电阻均为R=1.0Ω.用长为l=20cm的绝缘丝线将两棒系住，整个装置处在匀强磁场中.t=0时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态，此后磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示.不计感应电流磁场的影响，整个过程，丝线未被拉断.求：

（1）0～2.0s时间内电路中感应电流的大小与方向；

（2）t=1.0s时刻丝线的拉力大小.

甲    乙

Answer

（1）A a→c→d→b→a （2）N

【解析】

(1) 根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，从而求出感应电流；

(2)对导体棒进行受力分析，在水平方向上受拉力和安培力，根据F=BIL求出安培力的大小，从而求出拉力的大小。

(1) 从图象可知，

则

故电路中感应电流的大小为0.001A，根据楞次定律可知，方向是acdba；

(2) 导体棒在水平方向上受拉力和安培力平衡

T=FA=BIL=0.1×0.001×0.1N=1×10-5N．

故t=1.0s的时刻丝线的拉力大小1×10-5N。