Question

6．如圖所示，小燈泡的規格為“2V、4W”，接在光滑水平導軌上，軌距0.5m，導軌電阻不計．金屬棒ab垂直擱置在導軌上，電阻不計．整個裝置處于磁感強度B=1T的勻強磁場中．已知小燈泡剛好正常發光，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）通過燈泡的正常發光確定棒切割產生的感應電動勢，再由法拉第電磁感應定律來算出滑行速度；
（2）根據公式F=BIL即可求得導線受到安培力大小，根據右手定則分析電流方向，再根據安培定律分析安培力方向．

解答 解：（1）小燈泡的規格為“2V、4W”，由I=$\frac{P}{U}$=$\frac{4}{2}$=2A；
由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{2}^{2}}{4}$=1Ω
燈泡正常發光，E=2V；
因為E=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；
根據右手定則可知，電流方向由b到a，再根據左手定則可知，安培力水平向左．
答：（1）為使小燈正常發光，ab的滑行速度4m/s；
（2）安培力大小為1N 方向水平向左

點評 本題考查導體切割磁感線與安培力和電路的結合，要注意明確導體切割磁感線中E=BLv公式的應用，明確燈泡正常發光時，燈泡兩端的電壓為2V，因內阻不計，故燈泡兩端的電壓即等于導體切割產生的電動勢．