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

◎ 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r=1Ω的金属棒ab在水平恒力F=0.2N作用下,由静止开始沿导轨向右运动,t=4s时进入磁场,并恰好能够匀速运动。求:

(1)0-4s内通过小灯泡的电流强度;
(2)金属棒在磁场中匀速运动的速度;
(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  【电磁感应现象的综合应用】  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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