题目内容
(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RL=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.
(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:
IL==
=
A=0.1 A (3分)
(2)由于灯泡亮度没有变化,故IL没变化.
根据E′=Bdv (1分)
I′==
(1分)
UL=I′· (1分)
IL= (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
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