Question

（12分）如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導軌平行固定放置，間距d＝0.5 m，電阻不計，左端通過導線與阻值R＝2 Ω的電阻連接，右端通過導線與阻值R_L＝4 Ω的小燈泡L連接．在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，CE長l＝2 m，有一阻值r＝2 Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處．CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖乙所示．在t＝0至t＝4 s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t＝4 s時使金屬棒PQ以某一速度進入磁場區(qū)域并保持勻速運動．已知從t＝0開始到金屬棒運動到磁場邊界EF處的整個過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化．求：

(1)通過小燈泡的電流．
(2)金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運動的速度大小．

Answer 1

（1）0.1A  (2) 1 m/s

解析試題分析：　(1)0～4 s內(nèi)，電路中的感應電動勢
E＝＝S＝×0.5×2 V＝0.5 V    （3分）
金屬棒未進入磁場時燈泡所在的電路相當于電源，此時燈泡中的電流為為干路中的電流：
I_L＝＝＝A＝0.1 A    （3分）
(2)由于燈泡亮度沒有變化，故I_L沒變化．
根據(jù)E′＝Bdv       （1分）
I′＝＝    （1分）
U_L＝I′·          （1分）
I_L＝        （1分）
解得v＝1 m/s              （2分）
考點：本題考查了電磁感應定律和閉合電路歐姆定律