Question

（12分）如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d＝0.5 m，电阻不计，左端通过导线与阻值R＝2 Ω的电阻连接，右端通过导线与阻值R_L＝4 Ω的小灯泡L连接．在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长l＝2 m，有一阻值r＝2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处．CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示．在t＝0至t＝4 s内，金属棒PQ保持静止，在t＝4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动．已知从t＝0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化．求：

(1)通过小灯泡的电流．
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小．

Answer 1

（1）0.1A  (2) 1 m/s

解析试题分析：　(1)0～4 s内，电路中的感应电动势
E＝＝S＝×0.5×2 V＝0.5 V    （3分）
金属棒未进入磁场时灯泡所在的电路相当于电源，此时灯泡中的电流为为干路中的电流：
I_L＝＝＝A＝0.1 A    （3分）
(2)由于灯泡亮度没有变化，故I_L没变化．
根据E′＝Bdv       （1分）
I′＝＝    （1分）
U_L＝I′·          （1分）
I_L＝        （1分）
解得v＝1 m/s              （2分）
考点：本题考查了电磁感应定律和闭合电路欧姆定律