Question

【題目】如圖所示，水平面上有兩根光滑金屬導軌平行固定放置，導軌的電阻不計，間距為l=0.5m，左端通過導線與阻值R=3Ω的電阻連接，右端通過導線與阻值為RL=6Ω的小燈泡L連接，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上，磁感應強度B=0.2T的勻強磁場．一根阻值r=0.5Ω、質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒在恒力F=2N的作用下由靜止開始從AB位置沿導軌向右運動，經(jīng)過t=1s剛好進入磁場區(qū)域．求金屬棒剛進入磁場時：

（1）金屬棒切割磁場產(chǎn)生的電動勢；

（2）小燈泡兩端的電壓和金屬棒受安培力．

Answer 1

【答案】

【1】1V

【2】0. 8V 0.04N

【解析】

（1）0~1s棒只受拉力，由牛頓第二定律F=ma

可得金屬棒進入磁場前的加速度（1分）

設(shè)其剛要進入磁場時速度為v，由v=at=10m/s （1分）

金屬棒進入磁場時切割磁感線，感應電動勢E=Blv=0.2×0.5×10V=1V（2分）

（2） 小燈泡與電阻R并聯(lián)，

通過金屬棒的電流大小（2分）

小燈泡兩端的電壓U=E－Ir=1－0.4×0.5="0." 8V （1分）

金屬棒受到的安培力大小FA=BIl=0.2×0. 4×0.5N="0.04N " （2分）

由左手定則可判斷安培力方向水平向左 （1分）