问题 问答题

如图甲所示,两根电阻不计的光滑平行金属导轨水平固定放置,间距为d ="0.5" m,左端连接一个阻值为R=2 W的电阻,右端连接一个阻值为RL="4" W的小灯泡,在矩形区域CDFE内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间按图乙所示变化,CE长为x="2" m。在t=0时刻,一阻值为r="2" W的金属棒在恒力F作用下由静止开始从图示的ab位置沿导轨向右运动,金属棒从ab运动到EF的过程中,小灯泡的亮度始终没有发生变化,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

(1)0.1A(2)0.3 N

(3)

(1)金属棒未进入磁场时,       (2分)

电路中电动势             (3分)

通过小灯泡的电流强度       (2分)

(2)因灯泡亮度不变,故4 s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动,此时

金属棒中的电流    (2分)

由平衡条件,有 FFABId=0.3 N             (2分)

(3)此时电路中电动势      (3分)

    E2="Bdv       "                                (1分)

可得棒ab匀速运动的速度          (1分)

                                    (4分)

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