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    如图所示，固定于水平桌面上的光滑金属架cdef，处在一竖直向下的匀强磁场中，磁感强度的大小为B，金属棒ab搁在框架上，与adeb构成一个边长为l的正方形，金属棒的电阻为r，其余部分的电阻不计．从t=0的时刻起，磁场开始均匀增加，磁感强度变化率的大小为k（k=）．同时用垂直于金属棒的水平拉力F使金属棒保持静止，则，F的方向    ，F的大小随时间 t变化的关系式    ．
    【答案】分析：由题知：根据楞次定律确定感应电流的方向，再由左手定则可确定安培力的方向，从而确定外力的方向；
    磁感应强度B的变化率=kT/s，根据法拉第电磁感应定律求得回路中产生的感应电动势大小，再由闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小．磁感应强度B的表达式为B=B+kt，由安培力公式F=BIL求出安培力，则由平衡条件得知，水平拉力与安培力大小相等．即可求得水平拉力的大小．
    解答：解：根据题意可知，磁场增加，由楞次定律可知，感应电流方向：逆时针，再由左手定则可知，安培力的方向为水平向左，由于棒处于平衡，所以外力的方向为水平向右．
    设瞬时磁感应强度为B，由题意得，磁场的变化率=k  ①
    产生感应电动势为 E===kl2  ②
    根据闭合电路欧姆定律得，产生的感应电流I==③
    由题意，金属杆始终保持不动，根据二力平衡，安培力等于水平拉力，即有F=F安
       F安=BIl 
    由上式可得F安=
    所以F=
    故答案为：向右；
    点评：本题根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律求出感应电流，推导出安培力的表达式，都常用的方法和思路．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动．此时abed构成一个边长为L的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计．开始时磁感应强度为B0．
    （1）若保持磁感应强度B0不变，欲使ab在水平外力F作用下向右以v0匀速运动，则F的大小、方向如何？
    （2）若从t=0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流大小和方向．
    （3）在上述（2）的情况下，棒始终保持静止，当t=t1时，垂直于棒的水平拉力为多大？
    （4）若从t=0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化？（写出B与t的关系式）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2010?盐城三模）如图所示，固定于水平面的U型金属导轨abcd，电阻不计，导轨间距L=1.0m，左端接有电阻R=2Ω．金属杆PQ的质量m=0.2Kg，电阻r=1Ω，与导轨间动摩擦因数μ=0.2，滑动时保持与导轨垂直．在水平面上建立x0y坐标系，x≥0的空间存在竖直向下的磁场，磁感应强度仅随横坐标x变化．金属杆受水平恒力F=2.4N的作用，从坐标原点开始以初速度v0=1.0m/s向右作匀加速运动，经t1=0.4s到达x1=0.8m处，g取10m/s2．
    求：
    （1）磁感应强度与横坐标x应满足的关系；
    （2）金属杆运动到x1处，PQ两点间的电势差；
    （3）金属杆从开始运动到B=
    		3
    2
    T处的过程中克服安培力所做的功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PO、MN，PQ、MN的电阻不计，间距为d=0.5m．P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中．电阻均为r=0.1Ω，质量分别为m1=300g和m2=500g的两金属棒L1、L2平行的搁在光滑导轨上，现固定棒L1，L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始做加速运动，试求：
    （1）当电压表的读数为U=0.2V时，棒L2的加速度多大？
    （2）棒L2能达到的最大速度vm．
    （3）若在棒L2达到最大速度vm时撤去外力F，并同时释放棒L1，分析此后L1，L2各做什么运动？
    （4）若固定棒L1，当棒L2的速度为v，且离开棒L1距离为S的同时，撤去恒力F，为保持棒L2做匀速运动，可以采用将B从原值（B0=0.2T）逐渐减小的方法，则磁感应强度B应怎样随时间变化（写出B与时间t的关系式）？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2010?宿州二模）如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以某一速度向右做匀速运动．t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B随时间t的变化的图象正确的是（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PQ、MN，PQ、MN的电阻不计，间距为d=0.5m，PM两端接有一理想电压表，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，电阻均为R=0.1Ω、质量分别为m1=300g 和m2=500g的两金属棒L1、L2平行地搁在光滑的导轨上，现固定L1，L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始作加速运动．试求：
    （1）当电压表读数为0.2V时棒L2的加速度多大？
    （2）棒L2能达到的最大速度？
    （3）若在棒L2达到最大速度时撤去恒力F，并同时释放L1，求L2达到稳定的速度？
    （4）若固定L1，当L2的速度为v，且离开棒L1距离为s的同时，撤去恒力F，为保持L2作匀速运动，可以采用将B从原值（设为B0）逐渐减少的方法，则该磁场随时间怎样变化（写出B与时间t的关系式）．

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