问题
计算题
如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨。间距d=0.5m，导轨右端连接一阻值为4Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场。磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，CF长为2m。在t=0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置的整个过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化。已知ab金属棒电阻为1Ω。求：
(1)通过小灯泡的电流强度；
(2)恒力F的大小；
(3)金属棒的质量。
答案
解：(1)金属棒未进入磁场，电路电阻：R总＝RL+Rab＝5Ω
回路中感应电动势：E1＝
＝0.5V
灯泡中的电流强度：
＝0.1A
(2)因灯泡亮度不变，故在4s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动；此时金属棒中的电流强度：I＝IL＝0.1A
恒力的大小：F＝BId＝0.1N
(3)金属棒产生的感应电动势：E2＝I（RL+Rab）＝0.5V
金属棒在磁场中的速度：v＝
＝0.5m/s
金属棒的加速度：a＝
＝0.125m/s2
金属棒的质量：m＝
＝0.8kg
