如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d=0.5m，导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L．在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律/2022-12-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d=0.5m，导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L．在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，CF长为2m．在t=0时刻，电阻为1Ω的金属棒ab在水平恒力F作用下，由静止开始沿导轨向右运动．金属棒从图中位置运动到EF位置的整个过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化．
魔方格

求：
（1）通过小灯泡的电流强度；
（2）恒力F的大小；
（3）金属棒的质量．

◎ 答案

（1）金属棒未进入磁场，电路总电阻  R总=RL+Rab=5Ω
回路中感应电动势为：E1=
△Φ
△t
=
△B
△t
S=0.5V       
灯炮中的电流强度为：IL=
E1
R总
=0.1A                 
（2）因灯泡亮度不变，故在t=4s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：I=IL=0.1A             
恒力大小：F=FA=BId=0.1N           
（3）因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：E2=E1=0.5V    
金属棒在磁场中的速度：v=
E2
Bd
=0.5m/s
金属棒未进入磁场的加速度为：a=
v
t
=0.125m/s2
故金属棒的质量为：m=
F
a
=0.8kg
答：（1）通过小灯泡的电流强度为0.1A；
（2）恒力F的大小为0.1N；
（3）金属棒的质量为0.8kg．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d=0.5m，导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L．在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图…”主要考查了你对  【共点力的平衡】，【闭合电路欧姆定律】，【法拉第电磁感应定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。

阻值 知识点 变化 光滑 固定
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