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如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),左側(cè)接一阻值為R的電阻。矩形區(qū)域abfe內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌上ac段和bd段單位長(zhǎng)度的電阻為r0,導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì),且ac=bd=x1。一質(zhì)量為m,電阻不計(jì)的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。金屬棒受到一個(gè)水平拉力作用,從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a。棒運(yùn)動(dòng)到cd處撤去外力,此后棒的速度vt隨位移x的變化規(guī)律滿足,且棒在運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)右邊界ef處恰好靜止。求:
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律導(dǎo)出本題中金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間t變化的表達(dá)式;
(2)df的長(zhǎng)度x2應(yīng)滿足什么條件;
(3)金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中流過(guò)電阻R的最大電流值和最小電流值。
B2L2 | mR總 |
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