Question

【题目】如图所示，固定在水平绝缘平面上间距d=0.8m的足够长的平行金属导轨不计电阻，导轨左端连接一个规格为“3V，6W”的灯泡L；质量为m=0.5kg、导轨间电阻为r=0.5的金属棒放在导轨上，金属棒与导轨接触良好并与导轨垂直，整个装置放在磁感强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。金属棒与导轨间动摩擦因数=0.2，金属棒在水平恒力F作用下匀速运动时灯泡L恰好正常发光。g取10m/s2。求：

(1)金属棒匀速运动的速度v；

(2)恒力F的大小。

Answer 1

【答案】(1)5m/s(2)2.6N

【解析】

(1)灯泡的电阻：

，

金属棒运动过程中产生的感应电动势为：

，

根据闭合回路欧姆定律可得：

，

联立解得

；

(2)金属棒做匀速运动，受力平衡，故有：

，

金属棒受到的安培力为：

，

根据闭合回路欧姆定律可知：

，

联立解得：

。