- 试题详情及答案解析
- 如图所示，MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距L为1m，电阻不计。导轨所在的平面与磁感应强度B为1T的匀强磁场垂直。质量m＝0.2 kg、电阻r＝1Ω的金属杆ab始终垂直于导轨并与其保持光滑接触，导轨的上端有阻值为R＝3Ω的灯泡。金属杆从静止下落，当下落高度为h＝4m后灯泡保持正常发光。重力加速度为g＝10m/s2。求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）金属杆从静止下落4m的过程中通过灯泡的电荷量；
（3）金属杆从静止下落4m的过程中灯泡所消耗的电能．- 答案：（1）12 W（2）1 C（3）1.2 J
- 试题分析：（1）灯泡保持正常发光时，金属杆做匀速运动mg＝BIL（1分）
得灯泡正常发光时的电流I＝
（1分）
则额定功率P＝I2P＝12 W （2分）
（2）平均电动势
＝
，平均电流
（1分）
则电荷量q=
Δt=
="1" C （2分）
（3）E＝I(R＋r)＝BLv （1分）
得金属杆匀速时的速度为v＝8 m/s （1分）
由能量守恒有：mgh＝
mv2＋W电 （1分）
得回路中消耗的总的电能W电＝1.6 J （1分）
则灯泡所消耗的电能WR＝
W电＝1.2 J （1分）
考点：考查了导体切割磁感线运动，电功率