题目内容
如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d=0.5m，导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L．在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，CF长为2m．在t=0时刻，电阻为1Ω的金属棒ab在水平恒力F作用下，由静止开始沿导轨向右运动．金属棒从图中位置运动到EF位置的整个过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化．
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．
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．
（1）金属棒未进入磁场，电路总电阻 R总=RL+Rab=5Ω
回路中感应电动势为：E1=
=
S=0.5V
灯炮中的电流强度为：IL=
=0.1A
（2）因灯泡亮度不变，故在t=4s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：I=IL=0.1A
恒力大小：F=FA=BId=0.1N
（3）因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：E2=E1=0.5V
金属棒在磁场中的速度：v=
=0.5m/s
金属棒未进入磁场的加速度为：a=
=0.125m/s2
故金属棒的质量为：m=
=0.8kg
答：（1）通过小灯泡的电流强度为0.1A；
（2）恒力F的大小为0.1N；
（3）金属棒的质量为0.8kg．
回路中感应电动势为：E1=
| △Φ |
| △t |
| △B |
| △t |
灯炮中的电流强度为：IL=
| E1 |
| R总 |
（2）因灯泡亮度不变，故在t=4s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：I=IL=0.1A
恒力大小：F=FA=BId=0.1N
（3）因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：E2=E1=0.5V
金属棒在磁场中的速度：v=
| E2 |
| Bd |
金属棒未进入磁场的加速度为：a=
| v |
| t |
故金属棒的质量为：m=
| F |
| a |
答：（1）通过小灯泡的电流强度为0.1A；
（2）恒力F的大小为0.1N；
（3）金属棒的质量为0.8kg．
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