Question

7．如圖所示，光滑導(dǎo)軌豎直放置，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向外，導(dǎo)體棒ab長(zhǎng)L=0.2m（與導(dǎo)軌的寬度相同），電阻R=1.0Ω．導(dǎo)軌電阻不計(jì)，當(dāng)導(dǎo)體棒緊貼導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，均標(biāo)有“6V，3W”字樣的兩小燈泡恰好正常發(fā)光，求：
（1）通過(guò)ab的電流的大小和方向．
（2）ab的運(yùn)動(dòng)速度．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光，電壓和功率均達(dá)到額定值，由P=UI求出燈泡的電流，即可得到通過(guò)ab的電流大小，由右手定則判斷電流的方向．
（2）根據(jù)E=BLv和歐姆定律結(jié)合，求解ab運(yùn)動(dòng)的速度．

解答 解：（1）流過(guò)每個(gè)燈泡的電流 I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3}{6}$A=0.5A
通過(guò)ab的電流的大小 I=2I_L=1A
由右手定則知，通過(guò)ab的感應(yīng)電流方向b→a．
（2）每個(gè)燈泡的電阻 R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6}{0.5}$Ω=12Ω
由E=BLv、I=$\frac{E}{{R}_{總}(cāng)}$、R_總=$\frac{1}{2}$R_L+R=6+1=7（Ω）
聯(lián)立得 v=$\frac{I{R}_{總}(cāng)}{BL}$=$\frac{1×7}{0.5×0.2}$=70m/s
答：
（1）通過(guò)ab的電流的大小為1A，方向b→a．
（2）ab的運(yùn)動(dòng)速度是70m/s．

點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)與電路的綜合，重點(diǎn)是要掌握導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的公式E=BLv，并能熟練應(yīng)用右手定則、歐姆定律等基礎(chǔ)知識(shí)正確解題．