如图所示,水平放置的U形金属平行轨道框架,其电阻可忽略不计,匀强磁场的磁感线垂直穿过轨道框架平面向下,在外力作用下,金属棒紧贴轨道框架沿水平方向做简谐运动,金属棒与轨道框架始终接触良好.图中OO′为金属棒运动的平衡位置,AA′、BB′分别为左、右最远位置.轨道框架左方有一闭合回路如图所示.当金属棒运动到何处时,回路abcd中感应电流最大( )A. AA′处B. BB′处C. OO′处D. 在AA′与OO′之间的某处
问题描述:
如图所示,水平放置的U形金属平行轨道框架,其电阻可忽略不计,匀强磁场的磁感线垂直穿过轨道框架平面向下,在外力作用下,金属棒紧贴轨道框架沿水平方向做简谐运动,金属棒与轨道框架始终接触良好.图中OO′为金属棒运动的平衡位置,AA′、BB′分别为左、右最远位置.轨道框架左方有一闭合回路如图所示.当金属棒运动到何处时,回路abcd中感应电流最大( )
A. AA′处
B. BB′处
C. OO′处
D. 在AA′与OO′之间的某处
答
金属棒在磁场中做简谐运动,由于棒的切割运动,产生感应电动势,出现感应电流,并受到安培力作用.当速度最大时产生电动势也最大,则棒的电流最大,其电流的变化率却最小.当棒的速度为0时,即金属棒的位置在AA′处...
答案解析:金属棒OO′在磁场中做简谐运动,由于棒的切割运动,产生感应电动势,出现感应电流,并受到安培力作用.而棒的功率大小是由通过的感应电流决定.因此当感应电动势最大时,金属棒的功率达到也最大.
线圈中磁通量的变化是由金属棒的感应电流决定的,当金属棒的感应电流最大时,线圈中的感应电流最小;当金属棒的感应电流最小时,线圈中的感应电流最大.
考试点:法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律;导体切割磁感线时的感应电动势.
知识点:线圈中的感应电流是由金属棒的切割引起感应电流,从而使金属棒周围的磁场变化而产生.类似于线框在磁场转动切割一样,当穿过线框的磁通量最大时,此时感应电流为零;而当穿过线框的磁通量最小时,感应电流却最大.