问题
问答题
两条彼此平行、间距为l=0.5m的光滑金属导轨水平固定放置，导轨左端接一电阻，其阻值R=2Ω，右端接阻值RL=4Ω的小灯泡，如下面左图所示．在导轨的MNQP矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，MP的长d=2m，MNQP区域内磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如下面右图所示．垂直导轨跨接一金属杆，金属杆的电阻r=2Ω，两导轨电阻不计．在t=0时刻，用水平力F拉金属杆，使金属杆由静止开始从GH位置向右运动．在金属杆从GH位置运动到PQ位置的过程中，小灯泡的亮度一直没有变化．求：
（1）通过小灯泡的电流IL
（2）水平恒力的F的大小
答案
（1）在力F作用下，棒未进入磁场区时，磁场变化导致电路中产生电动势，电路为R与r并联，再与RL串联，故
R总=
+RL=5ΩR?r R+r
感应电动势为 E=
=△φ △t
dl=0.5V△B △t
IL=
=0.1AE R总
（2）由灯泡亮度一直不变，可以知道t=4s时，棒刚好进入磁场，且进入磁场后匀速运动
棒进入磁场后，棒为电源，电路为R与RL并联，再与r串联，
由IL?RL=IR?R
得IR=0.2A
总电流I=0.3A
棒匀速运动，因此F=F安=BIL=0.3N；
答：（1）通过小灯泡的电流为0.1A；
（2）水平恒力的F的大小为0.3N．