Question

如圖，固定在水平面上電阻不計的光滑金屬導軌，間距d=0.5m。右端接一阻值為4Ω的小燈泡L，在CDEF矩形區域內有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B按如圖規律變化。CF長為2m。在t=0時，金屬棒從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運動到EF位置，整個過程中，小燈泡亮度始終不變。已知ab金屬棒電阻為1Ω，求：

①通過小燈泡的電流   ②恒力F的大小  
③金屬棒的質量

Answer 1

（1）0.1A（2）0.1N（3）0.8kg

試題分析：（1）金屬棒未進入磁場，電路總電阻 
回路中感應電動勢為：      
燈炮中的電流強度為：                
（2）因燈泡亮度不變，故在t=4s末金屬棒剛好進入磁場，且做勻速運動，此時金屬棒中的電流強度：            
恒力大小：           
（3）因燈泡亮度不變，金屬棒產生的感應電動勢為：    
金屬棒在磁場中的速度：
金屬棒未進入磁場的加速度為：
故金屬棒的質量為：
點評：本題的突破口是小燈泡的亮度始終沒有發生變化，來分析電路中電動勢和電流，抓住兩個階段這兩個量的關系進行研究．