Question

【題目】如圖所示，光滑導(dǎo)軌豎直放置，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向外，導(dǎo)體棒ab的長度與導(dǎo)軌寬度均為L=0.5m，電阻R=2.0Ω。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。當(dāng)導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，標(biāo)有“3V 1.5W”字樣的小燈泡恰好正常發(fā)光，g=10m/s，求：

(1)導(dǎo)體棒ab中的電流I的大小和方向；

(2)導(dǎo)體棒ab的速度v的大小；

(3)電路的總電功率P；

(4)導(dǎo)體棒ab的質(zhì)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(dǎo)軌勻速下滑時(shí),導(dǎo)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(fā)光可知： ；

(2)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌，燈泡組成閉合回路，根據(jù)閉合電路歐姆定律： ，其中r為燈泡的電阻， ，將數(shù)據(jù)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(dǎo)軌勻速下滑，所以，即。