Question

6．如圖所示，小燈泡的規(guī)格為“2V、4W”，接在光滑水平導(dǎo)軌上，軌距0.5m，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．金屬棒ab垂直擱置在導(dǎo)軌上，電阻不計(jì)．整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．已知小燈泡剛好正常發(fā)光，求：
（1）金屬棒ab切割磁感線的速度；
（2）金屬棒ab受到的安培力的大小和方向．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)燈泡的正常發(fā)光確定棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，再由法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)算出滑行速度；
（2）根據(jù)公式F=BIL即可求得導(dǎo)線受到安培力大小，根據(jù)右手定則分析電流方向，再根據(jù)安培定律分析安培力方向．

解答 解：（1）小燈泡的規(guī)格為“2V、4W”，由I=$\frac{P}{U}$=$\frac{4}{2}$=2A；
由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{2}^{2}}{4}$=1Ω
燈泡正常發(fā)光，E=2V；
因?yàn)镋=BLv可得v=$\frac{E}{BL}$=$\frac{2}{1×0.5}$=4m/s；
（2）安培力F=BIL=1×2×0.5=1N；
根據(jù)右手定則可知，電流方向由b到a，再根據(jù)左手定則可知，安培力水平向左．
答：（1）為使小燈正常發(fā)光，ab的滑行速度4m/s；
（2）安培力大小為1N 方向水平向左

點(diǎn)評(píng) 本題考查導(dǎo)體切割磁感線與安培力和電路的結(jié)合，要注意明確導(dǎo)體切割磁感線中E=BLv公式的應(yīng)用，明確燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡兩端的電壓為2V，因內(nèi)阻不計(jì)，故燈泡兩端的電壓即等于導(dǎo)體切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)．