题目内容
如图所示，光滑导轨MN、PQ在同一水平面内平行固定放置，其间距d=1m，右端通过导线与阻值RL=8Ω的小灯泡L相连，CDEF矩形区域内有竖直向下磁感应强度B=1T的匀强磁场，一质量m=50g、阻值为R=2Ω的金属棒在F=0.8N的恒力作用下水平向右运动一段距离后，以某一速度进入磁场恰好做匀速直线运动．（不考虑导轨及导线电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触．）求：（1）金属棒进入磁场时的速度
（2）小灯泡发光时的电功率．
分析：（1）进入磁场做匀速直线运动，拉力等于安培力的大小，结合切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律、安培力的大小公式求出金属棒进入磁场时的速度．
（2）根据E=BLv求出感应电动势，从而求出感应电流，得出小灯泡发光时的电功率．
（2）根据E=BLv求出感应电动势，从而求出感应电流，得出小灯泡发光时的电功率．
解答：解：（1）金属棒进入磁场做匀速直线运动，由于平衡：F=F安=BIL=BL
所以：v=
=
=8m/s
（2）感应电动势：E=BLv=1×1×8=8V
感应电流：I=
=
=0.8A
小灯泡发光时的电功率：PL=I2RL=0.82×8=5.12W．
答：（1）金属棒进入磁场时的速度为8m/s．
（2）小灯泡发光时的电功率为5.12W．
| BLv |
| R总 |
所以：v=
| F?R总 |
| B2L2 |
| 0.8×(8+2) |
| 12×12 |
（2）感应电动势：E=BLv=1×1×8=8V
感应电流：I=
| E |
| RL+R |
| 8 |
| 8+2 |
小灯泡发光时的电功率：PL=I2RL=0.82×8=5.12W．
答：（1）金属棒进入磁场时的速度为8m/s．
（2）小灯泡发光时的电功率为5.12W．
点评：本题考查了电磁感应与电路、力学的基本综合，难度不大，掌握切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律、安培力的大小公式等知识点．
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