如图所示，螺线管与相距L的两竖直放置的导轨相连，导轨处于垂直纸面向外、磁感应强度为B0的匀强磁场中．金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦滑动．螺线管横
◎ 题目
| 如图所示，螺线管与相距L的两竖直放置的导轨相连，导轨处于垂直纸面向外、磁感应强度为B0的匀强磁场中．金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦滑动．螺线管横截面积为S，线圈匝数为N，电阻为R1，管内有水平向左的变化磁场．已知金属杆ab的质量为m，电阻为R2，重力加速度为g．不计导轨的电阻，不计空气阻力，忽略螺线管磁场对杆ab的影响． （1）为使ab杆保持静止，求通过ab的电流的大小和方向； （2）当ab杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率； （3）若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率
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◎ 答案
| （1）以ab为研究对象，根据平衡条件有mg=B0IL 解得：I=
根据左手定则判断可知通过ab杆电流方向为由b到a． （2）根据法拉第电磁感应定律得E=N
根据欧姆定律得I=
联立解得：
（3）根据法拉第电磁感应定律 E1=NS
ab杆切割磁感线产生的电动势E2=B0Lv 总电动势E总=E1+E2 感应电流I′=
根据牛顿第二定律mg-F=ma 安培力F=B0I′L 解得：a=g-
答： （1）为使ab杆保持静止，通过ab的电流的大小为
（2）当ab杆保持静止时，螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率为
（3）此时杆的加速度的大小为g- |
