如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距為L，電阻不計．導軌所在的平面與磁感應強度為B的勻強磁...

問題詳情：

如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距為L，電阻不計．導軌所在的平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直．質量為m且電阻不計的金屬桿ab始終垂直於導軌並與其保持光滑接觸，導軌的上端有阻值為R的燈泡，重力加速度為g．若金屬桿勻速下落時，求：

（1）通過燈泡電流I的大小和方向；

（2）燈泡的電功率P；

（3）金屬桿下落的速度v的大小．

【回答】

考點：  導體切割磁感線時的感應電動勢；電磁感應中的能量轉化．

專題：  電磁感應——功能問題．

分析：  （1）金屬桿做勻速運動量，重力與安培力二力平衡，列出平衡方程，可得到燈泡的電流大小，由右手定則判斷電流的方向．

（2）根據功率公式P=I2R，求解燈泡的電功率P．

（3）由法拉第電磁感應定律、歐姆定律求解速度v．

解答：  解：（1）金屬桿勻速下落時，有：mg=BIL ①

解得：

由右手定則判斷知燈泡中電流方向：由P到M

（2）燈泡的電功率：P=I2R ②

解得：

（3）感應電動勢：E=BLv ③

感應電流： ④

聯立③④解得：

答：

（1）通過燈泡電流I的大小是，方向由P到M；

（2）燈泡的電功率P為；

（3）金屬桿下落的速度v的大小是．

點評：  對於電磁感應問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點是分析安培力；另一條是能量，分析能量如何轉化是關鍵．本題要抓住杆ab達到穩定狀態時速率v勻速下滑時，電功率等於重力的功率．

知識點：法拉第電磁感應定律

題型：計算題