Question

如圖所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置，間距d為0.5 m，左端通過導線與阻值為2 W的電阻R連接，右端通過導線與阻值為4 W的小燈泡L連接，在CDEF矩形區域內有豎直向上的勻強磁場，CE長為2 m，CDEF區域內磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖所示，在t＝0時，一阻值為2 W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從ab位置沿導軌向右運動，當金屬棒從ab位置運動到EF位置過程中，小燈泡的亮度沒有發生變化，求：

（1）通過小燈泡的電流強度。
（2）恒力F的大小。
（3）金屬棒的質量。

Answer 1

(1)0.1A  （2）1m/s  （3）0.8kg

解析試題分析：(1)金屬棒未進入磁場，電路總電阻
回路中感應電動勢為：   
燈泡中的電流強度為：            
(2)因金屬棒在磁場中勻速運動，則
         
又：      
解得：v=1m/s               
(3)金屬棒未進入磁場的加速度為：    
金屬棒的質量：        
考點：電磁感應定律的應用
點評：在金屬棒到達磁場區域以前，磁場變化，閉合回路的電動勢為感生電動勢，金屬棒進入磁場后，磁場不變，金屬棒切割磁感線，電動勢為動生電動勢。