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为0.5m,左端通过导线与阻值为2W的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4W的小灯泡L连接,在CDEF矩形区域内有

◎ 题目

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为0.5 m,左端通过导线与阻值为2 W的电阻R连接,右端通过导线与阻值为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

(1)0.1A  (2)1m/s  (3)0.8kg

◎ 解析


试题分析:(1)金属棒未进入磁场,电路总电阻
回路中感应电动势为:   
灯泡中的电流强度为:            
(2)因金属棒在磁场中匀速运动,则
         
又:      
解得:v=1m/s               
(3)金属棒未进入磁场的加速度为:    
金属棒的质量:        
点评:在金属棒到达磁场区域以前,磁场变化,闭合回路的电动势为感生电动势,金属棒进入磁场后,磁场不变,金属棒切割磁感线,电动势为动生电动势。

◎ 知识点

    专家分析,试题“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为0.5m,左端通过导线与阻值为2W的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4W的小灯泡L连接,在CDEF矩形区域内有…”主要考查了你对  【电磁感应现象中的切割类问题】  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。

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