Question

如圖甲所示，固定在水平面上電阻不計的光滑金屬導軌，間距d＝0.5m，導軌右端連接一阻值為R＝4Ω的小燈泡L.在CDEF矩形區(qū)域內有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化如圖乙所示，CF長為2m.在t＝0時刻，電阻為r=1Ω的金屬棒ab在水平恒力F=0.2N作用下，由靜止開始沿導軌向右運動,t＝4s時進入磁場，并恰好能夠勻速運動。求：

(1)0-4s內通過小燈泡的電流強度；
(2)金屬棒在磁場中勻速運動的速度；
(3)金屬棒的質量。

Answer 1

(1)0.1A  （2）1m/s  （3）0.8kg

試題分析：(1)金屬棒未進入磁場，電路總電阻
回路中感應電動勢為：   
燈泡中的電流強度為：            
(2)因金屬棒在磁場中勻速運動 ，則
         
又：      
解得：v=1m/s               
(3)金屬棒未進入磁場的加速度為：    
金屬棒的質量：        
點評：在金屬棒到達磁場區(qū)域以前，磁場變化，閉合回路的電動勢為感生電動勢，金屬棒進入磁場后，磁場不變，金屬棒切割磁感線，電動勢為動生電動勢。