解题思路:(1)回路的面积不变,磁场变,根据法拉第电磁感应定律
E=n
△Φ
△t
=
△B
△t
S
求出感应电动势,再根据闭合电路欧姆定律求出感应电流.
(2)棒AB受重力和安培力,向下运动的过程中,速度增大,感应电动势增大,感应电流增大,安培力增大,加速度减小,即棒AB做加速度减小的加速运动,当加速度减小为0时,速度达到最大,然后做匀速直线运动.
(3)要使AB棒中无感应电流产生,只要穿过闭合回路的磁通量不变,棒AB仅受重力做自由落体运动,根据磁通量不变,列出方程,求出B随时间的变化规律.
(1)由法拉第电磁感应定律得:感应电动势E=n
△Φ
△t=
△B
△tS=
B0Lh
t0.
根据闭合电路欧姆定律得:I=
E
R=
B0Lh
t0R.
(2)当加速度a=0时,速度达到最大.有:
mg=BIL
I=
B0Lv0
R
所以mg=
B02L2v0
R,
故AB棒的质量m=
B02L2v0
Rg.
(3)当穿过闭合回路中的磁通量不变时,AB棒中无感应电流.
棒子仅受重力做自由落体运动,有:B0Lh=BL(h+
1
2gt2),
所以B=
B0h
h+
1
2gt2=
2B0h
2h+gt2.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;共点力平衡的条件及其应用;牛顿第二定律;法拉第电磁感应定律.
考点点评: 解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律E=n△Φ△t=△B△tS,以及要使AB棒中无感应电流产生,抓住穿过回路的磁通量不变.