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如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行、固定放置,间距d为0.5m,右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接.在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2m,CDFE区域内磁场
如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行、固定放置,间距d为0.5m,右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接.在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2m,CDFE区域内磁场的磁感强度B随时间t的变化如图.在t=0s时,一阻值为1Ω的金属棒在恒力F作用下由静止从AB位置沿导轨向右运动,当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化.则恒力F的大小为______N,金属棒的质量为______ kg.
物理
人气:182 ℃
时间:2019-08-31 09:33:53
优质解答
在0-4s内,电路中产生的感应电动势为E=
△B
△t
S
=0.5×0.5×2V=0.5V,感应电流为 I=
E
R+r
=
0.5
4+1
A=0.1A.由题,当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,说明金属棒在4s以后进入磁场,产生的感应电动势与0-4s内产生的感应电动势相等.则由平衡条件得
F=BIL=2×0.1×0.5N=0.1N
金属棒刚进磁场时,由E=BLv得,v=
E
BL
=
0.5
2×0.5
m/s=0.5m/s
又v=at,a=
F
m
得,v=
F
m
t
m=
Ft
v
=
0.1×4
0.5
kg=0.8kg.
故答案为:0.1,0.8
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