Question

（8分）如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d＝0.5m，导轨右端连接一阻值为R＝4Ω的小灯泡L.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，CF长为2m.在t＝0时刻，电阻为r=1Ω的金属棒ab在水平恒力F=0.2N作用下，由静止开始沿导轨向右运动,t＝4s时进入磁场，并恰好能够匀速运动。求：

（1）0-4s内通过小灯泡的电流强度；
（2）金属棒在磁场中匀速运动的速度；
（3）金属棒的质量。

Answer 1

0.1A   1m/s    0.8kg

解析试题分析：（1）金属棒未进入磁场，电路总电阻R_总＝R_L＋R_ab＝5Ω
回路中感应电动势为：E₁＝＝＝0.5V      2分
灯泡中的电流强度为：I＝＝0.1A              1分
（2）因金属棒在磁场中匀速运动 ，则F＝            1分
又：       1分
解得：v=1m/s                1分
（3）金属棒未进入磁场的加速度为：a＝＝0.25m/s²     1分
金属棒的质量：m＝＝0.8kg         1分
考点：本题考查电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律。