题目

如图所示，在水平面内固定着两根平行且足够长的光滑金属导轨，导轨间距L=2m，在虚线ab右侧存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，在导轨左端连接一个额定电压为3V的小灯泡（小灯泡电阻不变）。一根电阻为1.5Ω、长度也为L的金属棒在外力F的作用下以3m/s的速度进入磁场并匀速运动，小灯泡随即保持正常发光，金属棒与导轨始终保持良好接触，不计空气阻力。求：（1）小灯泡的额定功率P；（2）外力F的大小。答案：解：导体棒匀速切割磁感线产生动生电动势，有 E=BLv=6V 因灯泡和导体棒串联，而灯泡正常发光有3V的路端电压，导体棒的内阻 r=1.5Ω 的电流为 I=E−Ur=2A 则灯泡的额定功率为 P=UI=6W 解：因导体棒匀速运动，受力平衡，有 F=F安=BIL 联立可得 F=4N

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