(1)当
F力作用下,棒未运动到磁场区时,磁场变化导致电路中产生电动势.电路为
r与
R并联,再与
RL串联,
R总=5Ω (2分)
此时电动势
(2分)
通过小灯泡的电流为:
(1分)
(2)当力
F作用下,棒运动到磁场区时,是由于导体棒切割磁感线产生电动势,电路为
R与
RL并联,再与
r串联,此时电路的总电阻:
(2分)
由于灯泡中电流不变,所以灯泡的电流
IRL=0.1A,则流过棒的电流为
I总=0.3A(1分)
棒受安培力为:
FA=
I总lB=0.3×0.5×2=0.3N (2分)
灯泡中电流不变,知棒必匀速运动,由平衡知:外力
F有:
F=
FA=0.3N (1分)
(3)分析动生电动势,则
(1分)
而
E=
Blv 所以棒速度为:
v=1m/s (2分)
由图象知:棒受恒力
F由静止开始运动到4s时,速度变为
v=1m/s,由牛顿定律有
F=
ma (1分)
由运动学公式
v=
at (1分)
解得
m=
=1.2kg (1分)