如圖所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d＝0.5 m，左端通過導(dǎo)線與阻值為R＝2 W 的電阻連接，右端通過導(dǎo)線與阻值為RL＝4 W 的小燈泡L連接，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，CE長為2 m，CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間變化如圖所示．在t＝0時，一阻值為2 W 的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從AB位置沿導(dǎo)軌向右運動，當金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：
(1)通過小燈泡的電流強度；
(2)恒力F的大小；
(3)金屬棒的質(zhì)量．
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解：(15分) (1)金屬棒未進入磁場時(即0～4 s內(nèi)) 閉合回路產(chǎn)生的電動勢為：E1＝ 閉合回路的總電阻：R總＝RL＋R/2＝5 W (1分) 所以閉合回路的總電流(也即通過L的電流)：IL＝E1/R總＝0.1 A(1分) (2)因燈泡亮度不變，故4s末金屬棒進入磁場時剛好勻速運動(棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢) 這時棒AB兩端的電壓為： 通過R的電流為： 故通過棒AB的電流為：I＝IL＋IR＝0.3 A (1分) 棒所受的安培力為：F安＝BId＝0.3 N (1分) 由平衡條件可知恒力：F＝F安＝0.3 N (1分) (3)由閉合電路歐姆定律，棒產(chǎn)生的電動勢為： E2＝I(R＋ 所以棒剛進入磁場時 速度為： 加速度為：a＝ 故由牛頓第二定律得棒的質(zhì)量為：m＝ |
名校課堂系列答案科目：高中物理 來源： 題型：
如圖所示，水平面上有一重為40N的物體，受到F1=13N和F2=6N的水平力的作用而保持靜止，F(xiàn)1與F2的方向相反．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，設(shè)最大的靜摩擦力等于滑動摩擦力．求：查看答案和解析>>
科目：高中物理 來源： 題型：
如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R=3.0Ω的定值電阻，導(dǎo)體棒ab長L=0.5m，其電阻為r=1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好．整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.4T．現(xiàn)使ab以v=10m/s的速度向右做勻速運動．求：查看答案和解析>>
科目：高中物理 來源： 題型：
如圖所示，水平面上有一重40N的物體，受到F1=12N和F2=6N的水平力作用而保持靜止．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，求：查看答案和解析>>
科目：高中物理 來源： 題型：
如圖所示，水平面上有一個動力小車，在動力小車上豎直固定著一個長度L1、寬度L2的矩形線圈，線圈匝線為n，總電阻為R，小車和線圈的總質(zhì)量為m，小車運動過程所受摩擦力為f．小車最初靜止，線圈的右邊剛好與寬為d（d＞L1）的有界磁場的左邊界重合．磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強度為B．現(xiàn)控制動力小車牽引力的功率，讓它以恒定加速度a進入磁場，線圈全部進入磁場后，開始做勻速直線運動，直至完全離開磁場，整個過程中，牽引力的總功為W．查看答案和解析>>
科目：高中物理 來源： 題型：
如圖所示，水平面上有A、B兩物體疊放在一起，現(xiàn)有一水平恒力F作用在A物體上，恰能使A、B兩物體一起沿水平面做勻速運動．在運動過程中突然將作用在A上的恒力F撤去迅速作用在B上，并保持大小、方向不變，則A、B的運動狀態(tài)為（ ）| A、一起勻速直線運動 | B、一起加速運動 | C、B加速、A減速 | D、無法判斷，因為A、B的質(zhì)量關(guān)系及接觸面間的摩擦情況未知 |
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＝
＝0.5 V (2分)
V＝0.4 V (1分)
A (1分)
)＝1 V (2分) 又：
(1分)
1 m/s (1分)
＝0.25 m/s2 (1分)
＝1.2 kg (1分)