题目

题型：不详难度：来源：

（16分）电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电、磁现象之间的本质联系。
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即，这就是法拉第电磁感应定律。
（1）如图所示，把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度为L，它以速度v向右匀速运动。请根据法拉第电磁感应定律推导出闭合电路的感应电动势E=BLv。

（2）两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L。两导轨间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆MN放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆MN由静止沿导轨开始下滑。求
①当导体棒的速度为v（未达到最大速度）时，通过MN棒的电流大小和方向；
②导体棒运动的最大速度。

答案

（1）见解析；（2）①；电流方向为从N到M；②。

解析

试题分析：（1）在Δt时间内，ab棒向右移动的距离为vΔt，
这个过程中线框的面积变化量是ΔS=LvΔt                （2分）
穿过闭合回路的磁通量的变化量是="BΔS=B" LvΔt      （2分）
根据法拉第电磁感应定律              （2分）
（2）①当导体棒的速度为v时，产生的感应电动势为E=BLv   
回路中的电流大小为                     （2分）
由右手定则可知电流方向为从N到M               （2分）
②导体棒在磁场中运动时，所受安培力大小为   （2分）
由左手定则可知，安培力方向沿斜面向上
当导体棒的加速度为零时，速度最大
即：                     （2分）
可解得最大速度为               （2分）