(1)导体MN向右切割磁感线运动的速度v=at,在极短时间△t内导体MN移动的距离是v△t,穿过回路的磁通量的变化量为:
△φ=B△S=BL(V△T),
?感=
=△φ △t
=BLv=BLatBL(v.△t) △t
(2)金属棒到达cd时的速度为:
v1=
2ax1
R总=R+2r0x1,
则vt=v0-
x,B2L2 MR总
得:x2=
;
?m?(R+2r0?x1)
2ax
B2L2
(3)在df段:速度减小,感应电动势减小且回路总电阻恒定,所以感应电流减小,当速度减为零时,感应电流也为零,即电流最小值为零;或当t=0时电流最小值为零;
在bd段:
I=
=BLat R+2v0.
at2
1 2
.BLa
+r0.atR t
最大电流值讨论:
①当满足
=r0.at,即:t=R t
=且
R
r0a
≤
R
r0a
(在bd段内能达到最大电流),
2x1 a
Imax=
BL 2
;
a Rv0
②当t=
>
R
r0a
时,当导体棒加速运动到cd处时,Imex=
2x1 a
.BL
2ax1
R+2v0.x1
答:(1)用法拉第电磁感应定律导出本题中金属棒在区域abdc内切割磁感线时产生的感应电动势随时间t变化的表达式为BLat;
(2)df的长度x2应满足的条件为x2=
;
?m?(R+2r0?x1)
2ax
B2L2
(3)金属棒运动过程中,当满足
=r0.at,Imax=R t
BL 2
;当t=
a Rv0
>
R
r0a