Question

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

(1)0.1A  （2）1m/s  （3）0.8kg

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：   
灯泡中的电流强度为：            
(2)因金属棒在磁场中匀速运动 ，则
         
又：      
解得：v=1m/s               
(3)金属棒未进入磁场的加速度为：    
金属棒的质量：        
点评：在金属棒到达磁场区域以前，磁场变化，闭合回路的电动势为感生电动势，金属棒进入磁场后，磁场不变，金属棒切割磁感线，电动势为动生电动势。