如图所示,小灯泡的规格为“2V、4W”,连接在光滑水平导轨上,两导轨相距0.1m,电阻不计,金属棒ab垂直搁置在导轨上,电阻1Ω,整个装置处于磁感强度B=1T的匀强磁场中,求:(1)为使小灯正常发光,ab的滑行速度多大?(2)拉动金属棒ab的外力的功率多大?

问题描述:

如图所示,小灯泡的规格为“2V、4W”,连接在光滑水平导轨上,两导轨相距0.1m,电阻不计,金属棒ab垂直搁置在导轨上,电阻1Ω,整个装置处于磁感强度B=1T的匀强磁场中,求:

(1)为使小灯正常发光,ab的滑行速度多大?
(2)拉动金属棒ab的外力的功率多大?

(1)小灯泡的规格为“2V、4W”,由I=PU=42A=2A;由R=U2P=224Ω=1Ω所以闭合电路的总电阻为2Ω.则由E=IR总=2×2V=4V因为E=BLv可得v=EBL=41×0.1m/s=40m/s(2)拉动金属棒ab的外力的功率等于电路中消耗的电功率...
答案解析:(1)通过灯泡的正常发光,由闭合电路欧姆定律来确定棒切割产生的感应电动势,再由法拉第电磁感应定律来算出滑行速度;
(2)在外力作用下,金属棒做匀速直线运动,外力的功率即为电路中消耗的电功率,即为P=I2R.
考试点:导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.
知识点:考查P=UI、R=

U2
P
、E=I2R、E=BLV、P=I2R等电磁学公式的基本运用.注意金属棒要垂直切割磁感线,才能有E=BLV.