如圖，兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距離為L1電阻不計．在導(dǎo)軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡．整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直．現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放．金屬棒下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好．已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光．重力加速度為g．求：
（1）磁感應(yīng)強度的大小：
（2）燈泡正常發(fā)光時導(dǎo)體棒的運動速率．
分析：導(dǎo)體棒釋放后做加速度減小的加速運動，直到重力等于安培力時以最大速度勻速運動．在加速階段感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流增大，兩燈泡逐漸變亮，只有在勻速階段兩燈泡的亮度不變，所以兩燈泡保持正常發(fā)光說明導(dǎo)體棒在勻速運動．
解答：解：（1）兩燈泡保持正常發(fā)光說明導(dǎo)體棒在勻速運動，根據(jù)平衡條件：mg=BIL①
兩燈泡保持正常發(fā)光      I=2Im ②
P=Im2 R     ③
連立①②③化簡得
 磁感應(yīng)強度的大小 B=
mg
2L
R
P
     ④
（2）兩燈泡保持正常發(fā)光時的電壓等于感應(yīng)電動勢U2=PR    ⑤
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律    E=BLv   ⑥
連立⑤⑥化簡得  
  燈泡正常發(fā)光時導(dǎo)體棒的運動速率  v=
2P
mg
．
點評：本題為電磁感應(yīng)與電路結(jié)合的題目，明確電路的結(jié)構(gòu)，找出電源是解決此類問題的突破口．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：021

如圖所示, MN、PQ為兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌平行且水平放置, ab、cd兩根金 屬棒平行放置在導(dǎo)軌上, 導(dǎo)軌處在足夠大的勻強磁場中, 磁感線方向豎直向上. 若給cd棒一個水平向右沖力, cd棒向右以速度v運動, 在后來的運動中關(guān)于ab棒 的運動狀態(tài)和cd棒的運動狀態(tài), 正確的說法是

[　　]

A. ab棒將向左做加速運動

B. cd棒將向右做加速運動

C. ab棒向右做加速運動, 直到ab與cd速度相等為止　　  

D. cd棒做減速運動, 直到cd與ab速度相等為止

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，間距為L的兩根平行金屬導(dǎo)軌彎成“L ”形，豎直導(dǎo)軌面與水平導(dǎo)軌面 均足夠長，整個裝置處于豎直向上大小為B的勻強磁場中。質(zhì)量均為m、阻值均為R的導(dǎo) 體棒ab、cd均垂直于導(dǎo)軌放置，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為u;當(dāng)導(dǎo)體棒cd在水平 恒力作用下以速度v0沿水平導(dǎo)軌向右勻速運動時，釋放導(dǎo)體棒ab，它在豎直導(dǎo)軌上勻加速下滑。(導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌間接觸良好且接觸點及金 屬導(dǎo)軌的電阻不計;已知重力加速度為g)求：

(1)    導(dǎo)體棒cd向右勻速運動時，電路中的電流 大�。�

(2)    導(dǎo)體棒ab勻加速下滑的加速度大��；

(3)    若在某時刻,將導(dǎo)體棒cd所受水平恒力撤 去，經(jīng)過一段時間，導(dǎo)體棒cd靜止，此過程流經(jīng)導(dǎo)體棒cd的電荷量為q，則這一段時間內(nèi)導(dǎo)體棒cd產(chǎn)生的焦耳熱為多少。

 

 

 

 

 

 

 

 

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