Question

2．如圖所示，足夠長的光滑導軌豎直放置，勻強磁場的磁感應強度B=2.0T，方向垂直于導軌平面向外，導體棒ab長L=0.2m（與導軌的寬度相同，接觸良好），其電阻r=1.0Ω，導軌電阻不計．當導體棒緊貼導軌勻速下滑時，兩只均標有“3V，1.5W”字樣的小燈泡恰好正常發(fā)光．求：
（1）通過導體棒電流的大小和方向；
（2）導體棒勻速運動的速度大小．

Answer 1

分析 （1）根據功率公式可求得燈泡的電流，再由并聯電路規(guī)律可求得導體棒中電流；
（2）根據閉合電路歐姆定律可求得感應電動勢，再由E=Blv可求得導體棒的速度．

解答 解：（1）每個小燈泡中的電流為${I}_{1}=\frac{P}{U}=\frac{1.5}{3}=0.5A$
則導體棒中的電流為I=2I₁=1.0 A
根據右手定則可知，電流方向為b→a 
（2）ab產生的感應電動勢E=U+Ir=（3+1×1.0）V=4 V
由E=BLv可得：
導體棒勻速運動的速度v=$\frac{E}{BL}$=$\frac{4}{2.0×0.2}$=10 m/s 
答：（1）通過導體棒電流的大小為1.0A； 方向為b→a
（2）導體棒勻速運動的速度大小為10m/s．

點評 本題考查導體棒切割磁感線與閉合電路歐姆定律的綜合應用，要注意明確電路規(guī)律，明確電路結構，并將導體棒作為電源處理．