Question

如圖所示，小燈泡的規(guī)格為“2V 4W”，接在光滑水平導(dǎo)軌上，軌距0.1m，電阻不計(jì)，金屬棒ab垂直擱置在導(dǎo)軌上，電阻為1Ω。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。求：
（1）為使小燈泡正常發(fā)光，ab的滑行速度為多大？
（2）拉動(dòng)金屬棒ab的外力的功率為多大？

Answer 1

解：要使小燈泡正常發(fā)光，燈兩端電壓應(yīng)等于其額定值2V，這個(gè)電壓是由金屬棒滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)提供的。金屬棒移動(dòng)時(shí)，外力的功率轉(zhuǎn)化為電路上的總電功率
（1）小燈泡的額定電流和電阻分別為，
設(shè)金屬棒滑行速度為v，它產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I_感，式中r為棒的電阻
由I_感=I，即=I
得v=
（2）根據(jù)能的轉(zhuǎn)化，外力的機(jī)械功率等于整個(gè)電路中的電功率，所以拉動(dòng)ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的外力的功率為P_外=P_電=I²×(R+r)=2²×(1+1)W=8 W