如图所示，MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距为L，电阻不计．导轨所在的平面与磁感应强度为B的匀强磁...

问题详情：

如图所示，MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距为L，电阻不计．导轨所在的平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直．质量为m且电阻不计的金属杆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的灯泡，重力加速度为g．若金属杆匀速下落时，求：

（1）通过灯泡电流I的大小和方向；

（2）灯泡的电功率P；

（3）金属杆下落的速度v的大小．

【回答】

考点：  导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．

专题：  电磁感应——功能问题．

分析：  （1）金属杆做匀速运动量，重力与安培力二力平衡，列出平衡方程，可得到灯泡的电流大小，由右手定则判断电流的方向．

（2）根据功率公式P=I2R，求解灯泡的电功率P．

（3）由法拉第电磁感应定律、欧姆定律求解速度v．

解答：  解：（1）金属杆匀速下落时，有：mg=BIL ①

解得：

由右手定则判断知灯泡中电流方向：由P到M

（2）灯泡的电功率：P=I2R ②

解得：

（3）感应电动势：E=BLv ③

感应电流： ④

联立③④解得：

答：

（1）通过灯泡电流I的大小是，方向由P到M；

（2）灯泡的电功率P为；

（3）金属杆下落的速度v的大小是．

点评：  对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力；另一条是能量，分析能量如何转化是关键．本题要抓住杆ab达到稳定状态时速率v匀速下滑时，电功率等于重力的功率．

知识点：法拉第电磁感应定律

题型：计算题