Question

6．如图所示，小灯泡的规格为“2V、4W”，接在光滑水平导轨上，轨距0.5m，导轨电阻不计．金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻不计．整个装置处于磁感强度B=1T的匀强磁场中．已知小灯泡刚好正常发光，求：
（1）金属棒ab切割磁感线的速度；
（2）金属棒ab受到的安培力的大小和方向．

Answer 1

分析 （1）通过灯泡的正常发光确定棒切割产生的感应电动势，再由法拉第电磁感应定律来算出滑行速度；
（2）根据公式F=BIL即可求得导线受到安培力大小，根据右手定则分析电流方向，再根据安培定律分析安培力方向．

解答 解：（1）小灯泡的规格为“2V、4W”，由I=$\frac{P}{U}$=$\frac{4}{2}$=2A；
由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{2}^{2}}{4}$=1Ω
灯泡正常发光，E=2V；
因为E=BLv可得v=$\frac{E}{BL}$=$\frac{2}{1×0.5}$=4m/s；
（2）安培力F=BIL=1×2×0.5=1N；
根据右手定则可知，电流方向由b到a，再根据左手定则可知，安培力水平向左．
答：（1）为使小灯正常发光，ab的滑行速度4m/s；
（2）安培力大小为1N 方向水平向左

点评 本题考查导体切割磁感线与安培力和电路的结合，要注意明确导体切割磁感线中E=BLv公式的应用，明确灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为2V，因内阻不计，故灯泡两端的电压即等于导体切割产生的电动势．