Question

如图，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d=0.5m。右端接一阻值为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按如图规律变化。CF长为2m。在t=0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变。已知ab金属棒电阻为1Ω，求：

①通过小灯泡的电流   ②恒力F的大小  

③金属棒的质量

 

Answer 1

【答案】

（1）0.1A（2）0.1N（3）0.8kg

【解析】

试题分析：（1）金属棒未进入磁场，电路总电阻 

回路中感应电动势为：      

灯炮中的电流强度为：                

（2）因灯泡亮度不变，故在t=4s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：            

恒力大小：           

（3）因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：    

金属棒在磁场中的速度：

金属棒未进入磁场的加速度为：

故金属棒的质量为：

考点：导体切割磁感线时的感应电动势；

点评：本题的突破口是小灯泡的亮度始终没有发生变化，来分析电路中电动势和电流，抓住两个阶段这两个量的关系进行研究．