(2010•嘉定区一模)如图所示,ab、cd为足够长、水平放置的光滑固定导轨,导体棒MN的长度为L=2m,电阻r=1Ω.
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解题思路:(1)棒MN向左做匀速直线运动,由ε=Blv求产生感应电动势,灯L正常发光,其电压等于电阻R2两端的电压,根据欧姆定律可求得灯的电压;由闭合电路欧姆定律求出电路中的总电流,即得到通过灯的电流,再由欧姆定律求其电阻值.

(2)导体棒MN两端的电压是路端电压,由闭合电路欧姆定律求解.

(3)整个装置产生的总电功率等于电源的总功率,运用公式P=εI.

(1)导体棒MN产生的感应电动势为 ε=Blv=1.5×2×4=12V

a、b间并联电压为 U=UL=U2=I2R2=0.45×20=9V

由闭合电路欧姆定律得 ε=U+Ir

∴1=9+I(1+4)

∴I=0.6A

则流过灯的电流为 IL=I-I2=0.6-0.45=0.15A

灯L的电阻值 RL=

UL

IL=

9

0.15=60Ω

(2)导体棒MN两端的电压 U=ε-Ir=12-0.6×1=11.4V

(3)整个装置产生的总电功率P=εI=12×0.6=7.2W

答:

(1)正常发光时灯L的电阻值为60Ω;

(2)导体棒MN两端的电压为11.4V;

(3)整个装置产生的总电功率为7.2W.

点评:

本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.

考点点评: 本题是电磁感应中电路问题,只要把MN当作一个电源,就完全电路部分的问题,根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律结合进行研究,难度不大.