Question

如图所示，在足够长的平行金属轨道上放置一段长L=0.5m的金属棒ab，它的电阻r=1Ω．导轨的左端连接一只“2V，1W”的小灯泡，与导轨平面垂直的匀强电场的磁感应强度B=1T，方向如图所示．为使小灯泡正常发光，求：
（1）小灯泡的电阻
（2）ab棒产生的感应电动势应多大？
（3）此金属棒向右运动的速度v．

Answer 1

分析：（1）由灯泡的额定电压和功率，由公式P=

U2

R

求灯泡的电阻．
（2）为使小灯泡正常发光，通过灯泡的电流必须达到额定电流，根据闭合电路欧姆定律求出ab产生的感应电动势大小．
（3）由法拉第电磁感应定律切割式E=BLv求解速度v．

解答：解：（1）由公式P=

U2

R

得
灯泡的电阻R=

U2

P

=

22

1

=4Ω
（2）灯泡正常发光时电流为I=

P

U

=0.5A
ab棒产生的感应电动势为 E=I（R+r）=0.5×（4+1）V=2.5V
（3）由E=BLv得
  v=

E

BL

=

2.5

1×0.5

m/s=5m/s
答：
（1）小灯泡的电阻为4Ω．
（2）ab棒产生的感应电动势应为2.5V．
（3）此金属棒向右运动的速度v为5m/s．

点评：本题是电磁感应与电路的简单综合，它们之间联系纽带是感应电动势，要掌握法拉第定律、欧姆定律、电功率公式等等基础知识，比较简单．