题目内容
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
【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.
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