如图（甲）所示，足够长、电阻可以忽略的矩形金属框架abcd水平放置，ad与bc之间的距离为L=1m，左右两侧各连接一个定值电阻，阻值R1=R2=2.0Ω．垂直于框架固定一根质量m=0.2kg、
◎ 题目
如图（甲）所示，足够长、电阻可以忽略的矩形金属框架abcd水平放置，ad与bc之间的距离为L=1m，左右两侧各连接一个定值电阻，阻值R1=R2=2.0Ω．垂直于框架固定一根质量m=0.2kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ef，棒ef距离框架左侧s=0.5m． （1）若在abfe区域存在竖直向上的均匀增强的匀强磁场，磁感应强度变化率
（2）若金属棒ef处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=2.0T，ef与导轨间的动摩擦因数μ=0.5．现使磁场以加速度a=5m/s2由静止开始向右匀加速运动，同时释放导体棒ef，则需要经过多长时间导体棒ef开始运动？（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，ef始终处于磁场中） （3）上问中，从磁场开始运动计时起，在0～2s的时间内导体棒运动了7.5m的距离，电路中产生的焦耳热为2.9J（2s前导体棒运动状态已经稳定）．求此过程中，运动磁场给系统提供的能量，并在图（乙）中定性画出导体棒的速度-时间图象． |
◎ 答案
| （1）abfe回路产生的感应电动势为： E=
总电阻为：R总=R1+
经过R1的电流为：I1=
电阻R1消耗的电功率为：P1=I12R1=0.03752×2W=2.8×10-3W （2）导体棒ef刚要开始运动时，安培力与最大静摩擦力大小相等，即：BIefL=μmg 启动电流：Ief=
总电阻为：R总′=r+
此时电动势为：E′=IefR总′=0.5×2V=1V 而：E′=BLv1=BLat1， 解得：t1=
（3）ef棒开始运动后，水平方向受到两个力的作用，根据牛顿第二定律： BIL-μmg=maef 即 |
