地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
图12
(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流I的大小;
(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度a的大小;
(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.
【解析】 (1)MN刚扫过金属杆时,杆上产生的感应电动势E=Bdv0感应电流I==.
(2)MN刚扫过金属杆时,杆受到的安培力为F=BId根据牛顿第二定律有F=ma
解得a=.
(3)PQ刚要离开金属杆时,金属杆切割磁感线的速度为v′=v0-v
此时感应电动势为E=Bd(v0-v)
电功率为P==.
【答案】 (1) (2) (3)
电磁感应现象中的电荷量、能量问题
1.感应电荷量
电磁感应现象中流过导体某横截面的电荷量是一个不断积累的过程,是由于电路中磁通量发生变化,产生感应电流,使电路中的自由电荷定向移动的结果.求解此类问题要用平均感应电动势求出平均感应电流,进而求出电荷量q=Δt=Δt=nΔt=n,该式中n为线圈的匝数,ΔΦ为磁通量的变化量,R总为闭合电路的总电阻.可见,在电磁感应现象中,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流,通过导线某横截面的电荷量q仅由线圈的