问题详情:
如图所示,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计.在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡.整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直.现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放,金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好.已知某时刻后两灯泡保持正常发光.重力加速度为g.求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率.
【回答】
(1)设小灯泡的额定电流为I0,有
P=IR
由题意知,在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,两小灯泡保持正常发光,流经MN的电流为I=2I0
此时金属棒MN所受的重力和安培力大小相等,下落的速度达到最大值,有mg=ILB,联立解得B=.
(2)设灯泡正常发光时,导体棒的速率为v,由电磁感应定律与欧姆定律得E=BLv,E=RI0
联立得v=.
*:(1) (2)
知识点:专题八 电磁感应
题型:计算题