Question

如圖所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d為0.5 m，左端通過導(dǎo)線與阻值為2 W的電阻R連接，右端通過導(dǎo)線與阻值為4 W的小燈泡L連接，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，CE長為2 m，CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間變化如圖所示，在t＝0時，一阻值為2 W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從ab位置沿導(dǎo)軌向右運動，當(dāng)金屬棒從ab位置運動到EF位置過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：

（1）通過小燈泡的電流強度。
（2）恒力F的大小。
（3）金屬棒的質(zhì)量。

Answer 1

(1)0.1A  （2）1m/s  （3）0.8kg

解析試題分析：(1)金屬棒未進(jìn)入磁場，電路總電阻
回路中感應(yīng)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(jìn)入磁場的加速度為：    
金屬棒的質(zhì)量：        
考點：電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用
點評：在金屬棒到達(dá)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(jìn)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。