(1)读图(2)可知:
感应电动势为 E=
(2)感应电流为 I=
t=0时刻,金属棒所受的安培力大小为 F 安0 =B 0 Id=0.2×0.2×0.5N=0.02N. (3)金属棒对木桩的压力为零,最大静摩擦力沿斜面向下,此时沿倾斜导轨方向上合外力为零. F 安 =B(t)Id=(0.2+0.8t 0max )N=(0.02+0.08t 0max )N. 又N=mgcos37°=0.05×10×0.8N=0.4N. f=μN=0.5×0.4N=0.2N,即最大静摩擦力. 由F 安 =mgsin37°+f 代入相关数据后,得:t 0max =6s. (4)一开始,木桩对金属棒有支持力,金属棒对导轨无相对运动趋势:f 静 =0.随着安培力F 安 的增大,木桩对金属棒的弹力减小,直至弹力为零.满足: F 安 =B(t)Id=mgsin37°, 代入数据:(0.2+0.8t′)×0.2×0.5=0.05×10×0.6,得:t′=3.5s. F 安 继续增大,f 静 从零开始增大,F 安 =B(t)Id=(0.2+0.8t)×0.2×0.5=mgsin37°+f 静 ,所以f随t线形增大至f=0.2N (此时t 0max =6s). 画出图象如图. 答: (1)0~1.0s内回路中产生的感应电动势大小是0.4V. (2)t=0时刻,金属棒所受的安培力大小是0.02N. (3)在磁场变化的全过程中,若金属棒始终没有离开木桩而上升,则图2中t 0 的最大值是6s. (4)画出0~t 0max 内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图象如图所示. |