Question

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r=1Ω的金屬棒ab在水平恒力F=0.2N作用下，由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),t＝4s時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)，并恰好能夠勻速運(yùn)動(dòng)。求：

(1)0-4s內(nèi)通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度；

(2)金屬棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的速度；

(3)金屬棒的質(zhì)量。

 

Answer 1

【答案】

(1)0.1A  （2）1m/s  （3）0.8kg

【解析】

試題分析：(1)金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)，電路總電阻

回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：   

燈泡中的電流強(qiáng)度為：            

(2)因金屬棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng) ，則

         

又：      

解得：v=1m/s               

(3)金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)的加速度為：    

金屬棒的質(zhì)量：        

考點(diǎn)：電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

點(diǎn)評(píng)：在金屬棒到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域以前，磁場(chǎng)變化，閉合回路的電動(dòng)勢(shì)為感生電動(dòng)勢(shì)，金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，磁場(chǎng)不變，金屬棒切割磁感線，電動(dòng)勢(shì)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。