如圖所示,兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置,導軌間距離為L,電阻不計.在導軌上端並接兩個額定功率均為P、...
問題詳情:
如圖所示,兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置,導軌間距離為L,電阻不計.在導軌上端並接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡.整個系統置於勻強磁場中,磁感應強度方向與導軌所在平面垂直.現將一質量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放,金屬棒下落過程中保持水平,且與導軌接觸良好.已知某時刻後兩燈泡保持正常發光.重力加速度為g.求:
(1)磁感應強度的大小;
(2)燈泡正常發光時導體棒的運動速率.
【回答】
(1)設小燈泡的額定電流為I0,有
P=IR
由題意知,在金屬棒沿導軌豎直下落的某時刻後,兩小燈泡保持正常發光,流經MN的電流為I=2I0
此時金屬棒MN所受的重力和安培力大小相等,下落的速度達到最大值,有mg=ILB,聯立解得B=.
(2)設燈泡正常發光時,導體棒的速率為v,由電磁感應定律與歐姆定律得E=BLv,E=RI0
聯立得v=.
*:(1) (2)
知識點:專題八 電磁感應
題型:計算題
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