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共点力的平衡
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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
网友投稿 2022-10-22 00:00:00 零零社区
◎ 题目
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．
◎ 答案
（1）金属棒未进入磁场，电路总电阻 R
总
=R
L
+R
ab
=5Ω
回路中感应电动势为：E
1
=
△Φ
△t
=
△B
△t
S
=0.5V
灯炮中的电流强度为：I
L
=
E
1
R
总
=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=I
L
=0.1A
恒力大小：F=F
A
=BId=0.1N
（3）因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：E
2
=E
1
=0.5V
金属棒在磁场中的速度：v=
E
2
Bd
=0.5m/s
金属棒未进入磁场的加速度为：a=
v
t
=0.125m/
s
2
故金属棒的质量为：m=
F
a
=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．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“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…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【闭合电路欧姆定律】，【法拉第电磁感应定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/322083.html
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