Question

如圖甲所示，固定在水平面上電阻不計的光滑金屬導軌，間距，導軌右端連接一阻值為的小燈泡L。在CDEF矩形區(qū)域內有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化如圖乙所示，CF長為2m。在時刻，電阻為的金屬棒ab在水平恒力F作用下，由靜止開始沿導軌向右運動。金屬棒從圖中位置運動到EF位置的整個過程中，小燈泡的亮度始終沒有發(fā)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

【答案】（1）A（2）N（3）kg 【解析】（1）金屬棒未進入磁場，電路總電阻 回路中感應電動勢為：V 燈炮中的電流強度為：A （2）因燈泡亮度不變，故在s末金屬棒剛好進入磁場，且做勻速運動，此時金屬棒中的電流強度：A 恒力大小：N （3）因燈泡亮度不變，金屬棒產(chǎn)生的感應電動勢為：V 金屬棒在磁場中的速度：m/s 金屬棒未進入磁場的加速度為：m/s² 金屬棒的質量：kg 【點評】本題是一道能力要求較高的電磁感應綜合題，涉及到法拉第電磁感應定律、楞次定律、安培力、平衡條件、物理圖象等較多知識。題目情景比較復雜，考查考生物理學科知識的同時，還考查考生分析推理、應用數(shù)學知識解決問題的能力。