Question

【題目】如圖所示，光滑導軌豎直放置，勻強磁場的磁感應強度為B=1T，磁場方向垂直于導軌平面向外，導體棒ab的長度與導軌寬度均為L=0.5m，電阻R=2.0Ω。導體棒與導軌接觸良好，導軌電阻不計。當導體棒ab沿導軌勻速下滑時，標有“3V 1.5W”字樣的小燈泡恰好正常發光，g=10m/s，求：

(1)導體棒ab中的電流I的大小和方向；

(2)導體棒ab的速度v的大小；

(3)電路的總電功率P；

(4)導體棒ab的質量m。

Answer 1

【答案】(1) ,電流方向是b→a (2)v=8m/s (3)P=2W (4)m=2.5×10-2kg

【解析】(1) ab沿導軌勻速下滑時,導體棒切割磁感線，由右手定則可知，電流方向是b→a，由燈泡正常發光可知： ；

(2)導體棒與導軌，燈泡組成閉合回路，根據閉合電路歐姆定律： ，其中r為燈泡的電阻， ，將數據代入可得： ；

(3)電路總功率；

(4)對ab受力分析：重力，安培力，由于ab沿導軌勻速下滑，所以，即。