(2009?江蘇模擬)如圖(A)所示,固定于水平桌面上的金屬架cdef,處在一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感強(qiáng)度的大小為B
0,金屬棒ab擱在框架上,可無(wú)摩擦地滑動(dòng),此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形,金屬棒的電阻為r,其余部分的電阻不計(jì).從t=0的時(shí)刻起,磁場(chǎng)開(kāi)始均勻增加,磁感強(qiáng)度變化率的大小為k(k=
).求:
(1)用垂直于金屬棒的水平拉力F使金屬棒保持靜止,寫(xiě)出F的大小隨時(shí)間 t變化的關(guān)系式.
(2)如果豎直向下的磁場(chǎng)是非均勻增大的(即k不是常數(shù)),金屬棒以速度v
0向什么方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),可使金屬棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流,寫(xiě)出該磁感強(qiáng)度B
t隨時(shí)間t變化的關(guān)系式.
(3)如果非均勻變化磁場(chǎng)在0-t
1時(shí)間內(nèi)的方向豎直向下,在t
1-t
2時(shí)間內(nèi)的方向豎直向上,若t=0時(shí)刻和t
1時(shí)刻磁感強(qiáng)度的大小均為B
0,且adeb的面積均為l
2.當(dāng)金屬棒按圖(B)中的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí),為使金屬棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流,請(qǐng)?jiān)趫D(C)中示意地畫(huà)出變化的磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B
t隨時(shí)間變化的圖象(t
1-t
0=t
2-t
1<
).