Question

1．如图，两条光滑金属导轨MN、EF相互平行地固定在水平桌面上，导轨之间的间距d=0.2m，导轨处于磁感应强度B=1T、方向竖直向下的匀强磁场中，两导轨左端接有一阻值R=0.4Ω的小灯泡．电阻R_cd=0.1Ω的导体cd垂直放置在导轨上，当用一水平恒力作用在导体cd上，使之以v=5m/s的速度匀速向右运动，小灯泡恰能正常发光（除灯泡和cd杆外其余电阻不计）．求：
（1）感应电动势的大小；
（2）水平恒力的大小；
（3）小灯泡的额定功率．

Answer 1

分析 （1）感应电动势的大小由公式E=BLv求解；
（2）水平恒力的大小等于安培力大小，由公式F=BIL求解；
（3）小灯泡的额定功率由公式P=I²R、I=$\frac{E}{R+{R}_{cd}}$求解．或根据功能关系求解．

解答 解：（1）感应电动势的大小为：
E=Bdv=1×0.2×5V=1V
（2）感应电流大小为：
I=$\frac{E}{R+{R}_{cd}}$=$\frac{1}{0.4+0.1}$A=2A
由于cd棒匀速运动，水平恒力与安培力大小相等，为：
F=BId=1×2×0.2N=0.4N
（3）小灯泡的额定功率为：
P=I²R=2²×0.4W=1.6W
答：（1）感应电动势的大小是1V；
（2）水平恒力的大小上0.4N；
（3）小灯泡的额定功率是1.6W．

点评 本题是电磁感应与电路知识的简单综合，掌握切割感应电动势公式、欧姆定律和安培力公式是关键．