Question

（12分）如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d＝0.5 m，電阻不計(jì)，左端通過(guò)導(dǎo)線與阻值R＝2 Ω的電阻連接，右端通過(guò)導(dǎo)線與阻值R_L＝4 Ω的小燈泡L連接．在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長(zhǎng)l＝2 m，有一阻值r＝2 Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場(chǎng)邊界CD處．CDFE區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示．在t＝0至t＝4 s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t＝4 s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)．已知從t＝0開(kāi)始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過(guò)程中，小燈泡的亮度沒(méi)有發(fā)生變化．求：

(1)通過(guò)小燈泡的電流．

(2)金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大�。�

 

Answer 1

【答案】

（1）0.1A  (2) 1 m/s

【解析】

試題分析：　(1)0～4 s內(nèi)，電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E＝＝S＝×0.5×2 V＝0.5 V     （3分）

金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)燈泡所在的電路相當(dāng)于電源，此時(shí)燈泡中的電流為為干路中的電流：

I_L＝＝＝A＝0.1 A     （3分）

(2)由于燈泡亮度沒(méi)有變化，故I_L沒(méi)變化．

根據(jù)E′＝Bdv        （1分）

I′＝＝     （1分）

U_L＝I′·           （1分）

I_L＝         （1分）

解得v＝1 m/s               （2分）

考點(diǎn)：本題考查了電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律