Question

（16分）如圖一所示，豎直面上有兩電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d為0.5 m，上端通過導(dǎo)線與阻值為2 W的電阻R連接，下端通過導(dǎo)線與阻值為4 W的小燈泡L連接，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有水平向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間變化如圖二所示，CE長為2 m。在t＝0時，電阻2 W的金屬棒以某一初速度從AB位置緊貼導(dǎo)軌向下運動，當(dāng)金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，g取10m/s²。求：

（1）通過小燈泡的電流強度

（2）金屬棒的質(zhì)量

（3）t=0.25s時金屬棒兩端的電勢差

（4）金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中，電阻R中的焦耳熱

Answer 1

（1）金屬棒未進入磁場時，

 

（2）因燈泡亮度不變，故0.2s末金屬棒進入磁場時剛好勻速運動，

所以金屬棒的質(zhì)量m=G/g=0.024Kg          （1分）

（3） 金屬棒在磁場中運動時電動勢

        

金屬棒從CD位置運動到EF位置過程的時間為t₂=

在這段時間內(nèi)U=Ｉ_LR_L=0.4×4V=1.6V，所以t=0.25s時金屬棒兩端的電勢差為1.6V（2分）

（4）金屬棒在進入磁場前，電阻R中的焦耳熱

   （1分）

金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中的焦耳熱

    （2分）

金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中，電阻R中的焦耳熱

（1分）