题目内容
如图所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距d＝0.5 m，左端通过导线与阻值为R＝2 W 的电阻连接，右端通过导线与阻值为RL＝4 W 的小灯泡L连接，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长为2 m，CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图所示．在t＝0时，一阻值为2 W 的金属棒在恒力F作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动，当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求：
(1)通过小灯泡的电流强度；
(2)恒力F的大小；
(3)金属棒的质量．
答案：
解析：
解析：
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解：(15分) (1)金属棒未进入磁场时(即0～4 s内) 闭合回路产生的电动势为：E1＝ 闭合回路的总电阻：R总＝RL＋R/2＝5 W (1分) 所以闭合回路的总电流(也即通过L的电流)：IL＝E1/R总＝0.1 A(1分) (2)因灯泡亮度不变，故4s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动(棒切割磁感线产生电动势) 这时棒AB两端的电压为： 通过R的电流为： 故通过棒AB的电流为：I＝IL＋IR＝0.3 A (1分) 棒所受的安培力为：F安＝BId＝0.3 N (1分) 由平衡条件可知恒力：F＝F安＝0.3 N (1分) (3)由闭合电路欧姆定律，棒产生的电动势为： E2＝I(R＋ 所以棒刚进入磁场时 速度为： 加速度为：a＝ 故由牛顿第二定律得棒的质量为：m＝ |
＝
＝0.5 V (2分)
V＝0.4 V (1分)
A (1分)
)＝1 V (2分) 又：
(1分)
1 m/s (1分)
＝0.25 m/s2 (1分)
＝1.2 kg (1分)
练习册系列答案
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