如图所示,两根竖直固定的足够长的金属导轨ad和bc,相距为L;另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,二者的质量均为m,在两导轨之间部分的电阻均为R(竖直金属导轨的电阻不计);空间存在着垂直于导轨平面的磁场,磁感应强度为B,磁场区域足够大;开始时MN与EF叠放在一起放置在水平绝缘平台上,现用一竖直向上的牵引力使MN杆由静止开始匀加速上升,加速度大小为a,试求:
(1)时间t0内流过MN杆的电量(设EF杆还未离开水平绝缘平台);
(2)至少经多长时间EF杆能离开平台。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)时间t内MN杆上升的距离为①
此段时间内MN、EF与导轨形成的回路内,
磁通量的该变量为△∅=BLh②
产生的平均感应电动势为③
产生的平均电流为④
流过MN杆的电量⑤
由①②③④⑤解得:
(2)EF杆刚要离开平台时BIL=mg⑦
此时回路中的电流为⑧
此时MN杆切割磁场产生的电动势为E=BLv⑨
MN杆运动的时间为⑩
由⑦⑧⑨⑩得