Question

（08年天津市六校模擬）（18分）如圖甲所示，固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌，間距d=0.5m，導(dǎo)軌右端連接一阻值為R=4Ω的小燈泡L。在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化如圖乙所示，CF長(zhǎng)為2m。在t=0時(shí)刻，電阻為1Ω的金屬棒ab在水平恒力F作用下，由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)。金屬棒從圖中位置運(yùn)動(dòng)到EF位置的整個(gè)過(guò)程中，小燈泡的亮度始終沒(méi)有發(fā)生變化。求：

 

 

 

 

 

 

 

   （1）通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度；

   （2）恒力F的大��；

   （3）金屬棒的質(zhì)量。

Answer 1

解析：

（1）金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)，電路總電阻   （2分）

 

回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：           （2分）

 

燈泡中的電流強(qiáng)度為：                  （2分）

 

   （2）因燈泡亮度不變，故在t=4s末金屬棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，且做勻速運(yùn)動(dòng)，

 

此金屬棒中的電流強(qiáng)度：                   （2分）

 

恒力大�。�                       （2分）

 

   （3）因燈泡亮度不變，金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

 

E₂=E₁=0.5A                                             （2分）

 

金屬棒在磁場(chǎng)中的速度：               （2分）

 

金屬棒未過(guò)入磁場(chǎng)的加速度為：        （2分）

 

金屬棒的質(zhì)量：                         （2分）