Question

（8分）如圖甲所示，固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌，間距d＝0.5m，導(dǎo)軌右端連接一阻值為R＝4Ω的小燈泡L.在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化如圖乙所示，CF長為2m.在t＝0時(shí)刻，電阻為r=1Ω的金屬棒ab在水平恒力F=0.2N作用下，由靜止開始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動,t＝4s時(shí)進(jìn)入磁場，并恰好能夠勻速運(yùn)動。求：

（1）0-4s內(nèi)通過小燈泡的電流強(qiáng)度；
（2）金屬棒在磁場中勻速運(yùn)動的速度；
（3）金屬棒的質(zhì)量。

Answer 1

0.1A   1m/s    0.8kg

解析試題分析：（1）金屬棒未進(jìn)入磁場，電路總電阻R_總＝R_L＋R_ab＝5Ω
回路中感應(yīng)電動勢為：E₁＝＝＝0.5V      2分
燈泡中的電流強(qiáng)度為：I＝＝0.1A              1分
（2）因金屬棒在磁場中勻速運(yùn)動 ，則F＝            1分
又：       1分
解得：v=1m/s                1分
（3）金屬棒未進(jìn)入磁場的加速度為：a＝＝0.25m/s²     1分
金屬棒的質(zhì)量：m＝＝0.8kg         1分
考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓第二定律。