题目

题型：不详难度：来源：

如图甲所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨水平固定放置，间距为d ="0.5" m，左端连接一个阻值为R=2 W的电阻，右端连接一个阻值为R_L="4" W的小灯泡，在矩形区域CDFE内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间按图乙所示变化，CE长为x="2" m。在t＝0时刻，一阻值为r="2" W的金属棒在恒力F作用下由静止开始从图示的ab位置沿导轨向右运动，金属棒从ab运动到EF的过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化，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）0.1A（2）0.3 N
（3）

解析

（1）金属棒未进入磁场时，       （2分）
电路中电动势             （3分）
通过小灯泡的电流强度       （2分）
（2）因灯泡亮度不变，故4 s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动，此时
金属棒中的电流    （2分）
由平衡条件，有 F＝F_A＝BId＝0.3 N             （2分）
（3）此时电路中电动势      （3分）
    又E₂="Bdv       "                                （1分）
可得棒ab匀速运动的速度          （1分）
                                    （4分）