如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的有界匀强磁场，磁感
发布时间：2019-08-26 20:53:17
试题难度：难度：中档 试题类型：问答题 试题内容：如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B0，且磁场区域可以移动．一电阻也为R、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯L1足够远．现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动，当棒ab刚处于磁场时两灯恰好正常工作．棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计．
（1）求磁场移动的速度；
（2）求在磁场区域经过棒ab的过程中灯L1所消耗的电能；
（3）若保持磁场不移动（仍在cdfe矩形区域），而是均匀改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求出均匀改变时间t时磁感应强度的可能值Bt．
（1）求磁场移动的速度；
（2）求在磁场区域经过棒ab的过程中灯L1所消耗的电能；
（3）若保持磁场不移动（仍在cdfe矩形区域），而是均匀改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求出均匀改变时间t时磁感应强度的可能值Bt．
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试题答案：（1）当ab刚处于磁场时，ad棒切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源．灯正好正常工作，则 电路中外电压 U外=U，内电压 U内=2U，感应电动势为 ɛ=3U=B0lv 则得v=3UB0l （2）因为磁场匀速移动，所以在磁场区域经过棒ab的过程中，ab棒产生的感应电动势不变，所以灯一直正常工作，故等L1消耗的电能为 W电1=U2dRt=U2Rdv=UB0dl3R （3）棒与灯1并联后，再与2串联，所以要保证灯2不会烧坏就可以，即以灯2正常工作为准． 电路中总电动势为 ɛ2=U+U2=32U根据法拉第电磁感应定律得 ɛ2=△B△tld联立解得 △B△t的最大值k=3U2ld所以t时Bmax=B0±kt=B0±3U2ldt故均匀变化时间t时B的可能值是[B0+3U2ldt，B0）或（B0，B0-3U2ldt]答：（1）磁场移动的速度为3UB0l；（2）在磁场区域经过棒ab的过程中灯L1所消耗的电能为UB0dl3R；（3）均匀改变时间t时磁感应强度的可能值Bt为{B0+3U2ldt，B0}或{B0，B0-3U2ldt}．以上问题属网友观点，不代表本站立场，仅供参考！