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(2009?南汇区二模)两条彼此平行、间距为l=0.5m的光滑金属导轨水平固定放置,导轨左端接一电阻,其阻值R=2Ω,右端接阻值RL=4Ω的小灯泡,如下面左图所示.在导轨的MNQP矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,MP的长d=2m,MNQP区域内磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如下面右图所示.垂直导轨跨接一金属杆,金属杆的电阻r=2Ω,两导轨电阻不计.在t=0时刻,用水平力F拉金属杆,使金属杆由静止开始从GH位置向右运动.在金属杆从GH位置运动到PQ位置的过程中,小灯泡的亮度一直没有变化.求:
(1)通过小灯泡的电流IL
(2)水平恒力的F的大小
分析:(1)前4秒内,磁场变化产生感生电动势,根据法拉第电磁感应定律求解出电动势,再根据闭合电路欧姆定律求解电流;
(2)4s-8s内,棒做切割磁感线运动,产生动生电动势;先根据欧姆定律求解出电动势,再根据
解答:解:(1)在力F作用下,棒未进入磁场区时,磁场变化导致电路中产生电动势,电路为R与r并联,再与RL串联,故
R总=
R?r
R+r
+RL=5Ω

感应电动势为  E=
△φ
△t
=
△B
△t
dl=0.5V

IL=
E
R总
=0.1A

(2)由灯泡亮度一直不变,可以知道t=4s时,棒刚好进入磁场,且进入磁场后匀速运动                       
棒进入磁场后,棒为电源,电路为R与RL并联,再与r串联,
由IL?RL=IR?R
得IR=0.2A
总电流I=0.3A  
棒匀速运动,因此F=F安=BIL=0.3N;
答:(1)通过小灯泡的电流为0.1A;
(2)水平恒力的F的大小为0.3N.
点评:本题关键是理清电路结构,通过法拉第电磁感应定律求解出电动势后,再结合题意分析得出合力的情况.
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