Question

【题目】如图甲所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距d＝0.5m，左端通过导线与阻值R＝2Ω的电阻R连接，右端通过导线与阻值RL＝4Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上均匀磁场，CE长s＝2m，CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示；在t＝0s时，一阻值r＝2Ω的金属棒在恒力F作用下由静止从AB位置沿导轨向右运动，当金属棒从AB位置运动到EF位置的过程中，小灯泡的亮度一直不发生变化。求：

（1）通过小灯泡的电流；

（2）恒力F的大小；

（3）金属棒的质量。

Answer 1

【答案】(1) (2) （3）

【解析】试题分析：(1)金属棒未进入磁场，电路总电阻

回路中感应电动势为：

灯泡中的电流强度为：

(2)因金属棒在磁场中匀速运动，则

又：

解得：v=1m/s

(3)金属棒未进入磁场的加速度为：

金属棒的质量：