Question

【題目】如圖甲所示，兩豎直放置的平行金屬導軌，導軌間距L=0.50m，導軌下端接一電阻R=5的小燈泡，導軌間存在一寬h=0.40m的勻強磁場區域，磁感應強度B按圖乙所示規律變化，t=0時刻一金屬桿自磁場區域上方以某一初速度沿導軌下落，t1時刻金屬桿恰好進入磁場，直至穿越磁場區域，整改過程中小燈泡的亮度始終保持不變。已知金屬桿的質量m=0.10kg，金屬桿下落過程中始終保持水平且與導軌良好接觸，不計金屬桿及導軌的電阻，g取10m/s2．求：

（1）金屬桿進入磁場時的速度v；

（2）圖乙中t1的數值；

（3）整個過程中小燈泡產生的總焦耳熱Q。

Answer 1

【答案】（1）5m/s（2）0.04s（3）0.6J

【解析】

解：（1）金屬桿進入磁場時受力平衡

整理得

（2）根據法拉第電磁感應定律

（3）整個過程中小燈泡產生的總焦耳熱

解得：