电磁感应综合应用典例分析及对应练习题(DOC)(DOC 20页).doc

1、电磁感应综合应用典例分析及对应练习题1电磁感应中的电路问题(1)对电源的理解：电源是将其他形式的能转化为电能的装置在电磁感应现象里，通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其他形式的能转化为电能(2)对电路的理解：同电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的区域，外电路由电阻、电容等电学元件组成(3)电路问题的主要考向确定等效电源的正负极、感应电流的方向、电势高低、电容器极板带电性质等问题可以用右手定则或楞次定律解决根据闭合电路求解电路中的总电阻、路端电压、电功率问题可以根据EBLv和闭合电路欧姆定律等知识解决根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量：n，qt.(4)解决电磁感应电路问

2、题的基本步骤用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向感应电流方向是电源内部电流的方向根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路根据EBLv或En结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解特别提醒路端电压、电动势和某电阻两端的电压三者的区别：a某段导体作为外电路时，它两端的电压就是电流与其电阻的乘积b某段导体作为电源时，它两端的电压就是路端电压，等于电流与外电阻的乘积或等于电动势减去内电压；当其电阻不计时路端电压等于电源电动势c某段导体作电源，断路时电压等于电动势【典型例题1】 如图所示，直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形

3、挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上，挡板与台面均固定不动线圈c1c2c3的匝数为n，其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为d，电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍，其余电阻不计，线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的磁场，磁场的磁感应强度B随时间均匀增大质量为m的小滑块带正电，电荷量始终保持为q，在水平台面上以初速度v0从p1位置出发，沿挡板运动并通过p5位置若电容器两板间的电场为匀强电场，p1、p2在电场外，间距为l，其间小滑块与台面的动摩擦因数为，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g.求：(1)小滑块通

4、过p2位置时的速度大小；(2)电容器两极板间电场强度的取值范围；(3)经过时间t，磁感应强度变化量的取值范围温馨提示此题较综合，应注意理解楞次定律、电容、动能定理、牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律、全电路欧姆定律之间的相互关系记录空间【变式训练1】如图所示，把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的匀强磁场中，一长度为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒放在圆环上，与圆环始终保持良好的接触当金属棒以恒定速度v向右移动，且经过圆心时，棒两端的电压UMN为() ABav B2Bav C.Bav D.Bav2电磁感应现象中的图象问题电磁感应现象中图象问题的分析，要抓住磁通量

5、的变化，从而推知感应电动势(电流)大小变化的规律用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向，从而确定其正负以及在坐标中的范围分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律来分析有些图象问题还要画出等效电路来辅助分析另外，要正确解决图象问题，必须能根据图象的定义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规定对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断这样，才抓住了解决图象问题的根本解决这类问题的基本方法：(1)明确图象的种类，是Bt图象还是t图象，Et图象，或者It图象(2)分析电磁感应的具体过程(3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动

6、定律等规律列出函数方程(4)根据函数方程、进行数学分析、如斜率及其变化、两轴的截距等(5)画图象或判断图象【典型例题2】 如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心环内两个圆心角为90的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度逆时针转动，t0时恰好在图示位置规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t0开始转动一周的过程中，电流随t变化的图象是()温馨提示解本题时注意角速度与线速度的关系以及右手定则的运用记录空间【变式训练2】如图，EOF

7、和EOF为空间一匀强磁场的边界，其中EOEO，FOFO，且EOOF，OO为EOF的角平分线，OO间的距离为l，磁场方向垂直于纸面向里，一边长为l的正方形导线框OO方向匀速通过磁场，t0时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()3电磁感应中的力学问题(1)受力情况、运动情况的动态分析、思考路线是：导体受力运动产生感应电动势感应电流通电导体受安培力合外力变化加速度的变化速度变化感应电动势变化，周而复始地循环，直至最终达到稳定状态，此时加速度为零，而速度v通过加速达到最大值，做匀速直线运动或通过减速达到稳定值做匀速直线运动(2)求解思路

8、和基本步骤是：用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向求回路中的电流分析导体受力情况(包含安培力在内的全面受力分析)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程(3)两种状态处理：导体处于平衡态静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析导体处于非平衡态加速度不为零处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析(4)电磁感应中的动力学临界问题：解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如由速度、加速度求最大值或最小值的条件处理好两个方面及其制约关系【典型例题3】 如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的

9、电阻区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s.一质量为m，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F(0.5v0.4)N(v为金属棒运动速度)的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大(已知l1m，m1kg，R0.3，r0.2，s1m)(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；(2)求磁感应强度B的大小；(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足vv0x，且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少；(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线温馨提示

10、解答本题注意理解电压、电流、感应电动势、速度之间的关系以牛顿第二定律和临界位置的理解记录空间4电磁感应中能量转化的常用方法(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向(2)画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率的表达式(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程(4)感应电路中的功能关系分析准确把握安培力的特点FBIL(F的方向特点，F的大小随v而变)，以其为桥梁将功能问题有机结合功是能量转化的量度“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能同理，安培力做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，安培力做多少功能有多少电能

11、转化为其他形式的能【典型例题4】 电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s1.15 m，两导轨间距L0.75 m，导轨倾角为30，导轨上端ab接一阻值R1.5 的电阻，磁感应强度B0.8 T的匀强磁场垂直轨道平面向上阻值r0.5 ，质量m0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Q0.1 J(取g10 m/s2)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功W安；(2)金属棒下滑速度v2 m/s时的加速度a；(3)为求金属棒下滑的最大速度vm，有同学解答如下：由动能定理W重W安mv，.由此所得结果是否正确；若正确，说明理由并完成本小题；若不正确

12、，给出正确的解答温馨提示理解安培力做的功转换成了哪种能量、受力分析以及能量守恒原理记录空间【典型例题5】 在图甲、乙、丙中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长，现给导体棒ab一个向右的初速度v0，导体棒的最终运动状态是() A三种情况下，导体棒ab最终都是匀速运动 B图甲、丙中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；图乙中ab棒最终静止 C图甲、丙中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动 D三种情况下，导体棒ab最终均静

13、止温馨提示解答本题时注意感应电动势的方向、电容的作用以及感应电动势与原电动势方向问题记录空间【变式训练3】如图所示，间距为l、电阻不计的两根平行金属导轨MN、PQ(足够长)被固定在同一水平面内，质量均为m、电阻均为R的两根相同导体棒a、b垂直于导轨放在导轨上，一根轻绳绕过定滑轮后沿两金属导轨的中线与a棒连接，其下端悬挂一个质量为M的物体C，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中开始时使a、b、C都处于静止状态，现释放C，经过时间t，C的速度为v1，b的速度为v2.不计一切摩擦，两棒始终与导轨接触良好，重力加速度为g，求：(1)t时刻C的加速度值；(2)t时刻a、b与导轨所组成

14、的闭合回路消耗的总电功率课堂练习题1穿过某闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示，下列说法正确的是()第1题图 A图有感应电动势，且大小恒定不变 B图产生的感应电动势一直在变大 C图在0t1时间内产生的感应电动势大于t1t2时间内产生的感应电动势 D图产生的感应电动势先变大再变小2如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场磁感应强度B1.0T，质量为m0.04 kg、高h0.05 m、总电阻R5、n100匝的矩形线圈竖直固定在质量为M0.08 kg的小车上，小车与线圈水平长度L相同当线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v110 m/s进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直若小车运动的速

15、度v随车的位移x变化的vx图象如图乙所示，则根据以上信息可知()第2题图 A小车的水平长度l15 cm B磁场的宽度d35 cm C小车的位移x10 cm时线圈中的电流I7 A D线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q1.92 J第3题图3如图所示，质量为m、边长为L、回路电阻为R的正文形金属框，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M(Mm)的砝码，金属框上方有一磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的下边界与金属框的上边平行且相距一定距离则在金属框从开始运动到整个框进入磁场的过程中，下列说法正确的是() A细线对金属框做的功等于金属框增加的机械能 B细线对金属框的拉力可能等于Mg C线

16、框上的热功率可能大于 D系统的机械能损失可能小于(Mm)gL4如图所示，水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道，轨道间距L0.40m，轨道左侧连接一定值电阻R0.80.将一金属直导线ab垂直放置在轨道上形成闭合回路，导线ab的质量m0.10kg、电阻r0.20，回路中其余电阻不计整个电路处在磁感应强度B0.50T的匀强磁场中，B的方向与轨道平面垂直导线ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a2.0m/s2由静止开始做匀加速直线运动，求：第4题图(1)5s末的感应电动势大小；(2)5s末通过R电流的大小和方向；(3)5s末作用在ab金属杆上的水平拉力F的大小5如图所示，两根足够长的金

17、属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计在导轨上端接一个额定功率为P、电阻为R的小灯泡整体系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直现将一质量为m、电阻为r的金属棒MN从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好下落过程中小灯泡亮度逐渐增大，在某时刻后小灯泡保持正常发光，亮度不再变化重力加速度为g.求(1)小灯泡正常发光时，金属杆MN两端的电压大小；(2)磁感应强度的大小；(3)小灯泡正常发光时导体棒的运动速率例题及习题参考答案【典型例题1】 如图所示，直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上，

18、挡板与台面均固定不动线圈c1c2c3的匝数为n，其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为d，电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍，其余电阻不计，线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的磁场，磁场的磁感应强度B随时间均匀增大质量为m的小滑块带正电，电荷量始终保持为q，在水平台面上以初速度v0从p1位置出发，沿挡板运动并通过p5位置若电容器两板间的电场为匀强电场，p1、p2在电场外，间距为l，其间小滑块与台面的动摩擦因数为，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g.求：(1)小滑块通过p2位置时的速度大小；(2)电容器两极板间电场强度的取值范

19、围；(3)经过时间t，磁感应强度变化量的取值范围【答案】(1)(2)0E(3)0Bt.【解析】 磁感应强度均匀增大，则线圈内产生感应电动势，相当于电源由楞次定律知c3端为正极，c1端为负极电容器并联在R1的两端，获取R1两端的电压并在内部形成电场，等效电路图如图甲所示(1)小滑块运动到p2位置时速度为v1，由动能定理有：mglmvmv.v1.甲乙(2)由题意可知，电场方向如图乙，若小滑块能通过位置p，则小滑块可沿挡板运动且通过位置p5，设小滑块在位置p的速度为v，受到的挡板的弹力为FN，匀强电场的电场强度为E，由动能定理有：mgl2rEqmv2mv.当小滑块在位置p时，由牛顿第二定律有：FNE

20、qm.由题意有：FN0.由以上三式可得：E.E的取值范围：0E.(3)设线圈产生的电动势为E1，其电阻为R，平行板电容器两端的电压为U，t时间内磁感应强度的变化量为B，得：UEd.由法拉第电磁感应定律得：E1n.由全电路的欧姆定律得：E1I(R2R)U2RI.经过时间t，磁感应强度变化量的取值范围：0Bt.变式训练1C【解析】 由题意可知，金属棒中感应电动势EBlv2Bav金属棒经过圆心时，其两边电阻均为R且是并联，总电阻R总R而UMN是指路端电压，所以，UMNR总RBav.【典型例题2】 如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心环内两个圆心角为90的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度

21、的大小相等，方向相反且均与纸面垂直导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度逆时针转动，t0时恰好在图示位置规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t0开始转动一周的过程中，电流随t变化的图象是()【答案】C【解析】 根据EBL2和I可知，导体切割磁感线产生的感应电流的大小是恒定的根据右手定则，可知C正确变式训练2B【解析】 线框刚进入磁场时，磁通量增加，根据楞次定律，可以判断感应电流的磁场垂直纸面向外，根据安培定则可知，感应电流为逆时针方向，故C、D错误；由EBlv，线框通过磁场的过程中，导体切割磁感线的有效

22、长度发生变化，感应电动势先增大，后不变，再减小，然后再反向增大，后不变，再减小，故A错误，B正确【典型例题3】 如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s.一质量为m，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F(0.5v0.4)N(v为金属棒运动速度)的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大(已知l1m，m1kg，R0.3，r0.2，s1m)(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；(2)求磁感应强度B的大小；(3)若撤去外力后棒的速度v

23、随位移x的变化规律满足vv0x，且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少；(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线【答案】(1)见解析(2)0.5 T(3)1 s(4)见解析【解析】 (1)R两端电压UIv，U随时间均匀增大，即v随时间均匀增大加速度为恒量，即金属棒做匀加速运动(2)Fvma，将F0.5v0.4代入得v0.4ma.加速度为恒量，与v无关，ma0.4，0.50.代入数据得：B0.5T，a0.4m/s2.(3)撤去外力前金属棒的运动距离为x1at2，撤去外力后v0x2at.x1x2s，at2ats.代入数据得0.

24、2t20.8t10，解方程得t1s.(4)撤力前导轨做初速为零的匀加速运动，则v22ax，v.本小题的分析和判断关键要抓住两个临界位置若恰在磁场区边缘fe处停下，则已由第(3)小题得到结果，力F作用时间为1s，代入可求得x10.2m，v00.4m/s.若力F作用时间不足1s(x10.2m)则停于磁场内，超过1s(x10.2m)则出磁场时速度尚未减为零，然后匀速；另一个临界位置是恰在接近fe处撤力，则在出磁场前始终加速综上所述，可能的图线如图所示【典型例题4】 电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s1.15 m，两导轨间距L0.75 m，导轨倾角为30，导轨上端ab接一阻值R1.5 的电阻，磁感应强度

25、B0.8 T的匀强磁场垂直轨道平面向上阻值r0.5 ，质量m0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Q0.1 J(取g10 m/s2)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功W安；(2)金属棒下滑速度v2 m/s时的加速度a；(3)为求金属棒下滑的最大速度vm，有同学解答如下：由动能定理W重W安mv，.由此所得结果是否正确；若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答【答案】(1)0.4 J(2)3.2 m/s2(3)见解析【解析】 (1)下滑过程中克服安培力做的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于R3r，根据QI2Rt可

26、知：QR3Qr0.3 J所以W安QQRQr0.4 J(2)金属棒下滑时受重力和安培力F安BILv由牛顿第二定律得mgsin30ma所以agsin30v10 m/s2m/s23.2 m/s2(3)金属棒下滑时受重力和安培力作用，其运动满足mgsin30vma上式表明，加速度随速度增大而减小，棒做加速度减小的加速运动无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大由动能定理可以得到棒的末束速度，因此上述解法正确mgssin30Qmv所以vmm/s2.74 m/s.【典型例题5】 在图甲、乙、丙中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电

27、阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长，现给导体棒ab一个向右的初速度v0，导体棒的最终运动状态是() A三种情况下，导体棒ab最终都是匀速运动 B图甲、丙中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；图乙中ab棒最终静止 C图甲、丙中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动 D三种情况下，导体棒ab最终均静止【答案】B【解析】 图甲中，ab棒以v0向右运动的过程中，电容器开始充电，充电后ab棒就减速，ab棒上的感应电动势减小，当ab棒上的感应电动势与电容器两端电压相等时，ab棒上无电流，从而做匀速运动；图乙中，由于电阻R消

28、耗能量，因此ab棒做减速运动，直至停止；图丙中，当ab棒向右运动时，产生的感应电动势与原电动势同向，因此作用在ab棒上的安培力使ab棒做减速运动，速度减为零后，在安培力作用下向左加速运动，向左加速过程中，ab棒产生的感应电动势与原电动势反向，当ab棒产生的感应电动势与原电动势大小相等时，ab棒上无电流，从而向左匀速运动，所以B正确变式训练3(1)(2)【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律，t时刻回路的感应电动势EBl(v1v2)，回路中感应电流I.以a为研究对象，根据牛顿第二定律FTBIlma，以C为研究对象，根据牛顿第二定律MgFTMa，联立以上各式解得a(2)解法一：t时刻回路消耗的总电

29、功率等于a棒克服安培力做功的功率，即PBIlv1.解法二：a棒可等效为发电机，b棒可等效为电动机a棒的感应电动势为EaBlv1，闭合回路消耗的总电功率为PEaI，联立解得P解法三：闭合回路消耗的热功率为P热，b棒的机械功率为P机BIlv2.故闭合回路消耗的总电功率为PP热P机.随堂演练1.C【解析】 根据法拉第电磁感应定律有E，可见，感应电动势的大小与磁通量的变化率有关，即与t图象斜率的绝对值成正比；图的斜率为零，表示感应电动势为零，所以选项A错误；图的斜率大小恒定，所以产生感应电动势大小不变，选项B错误；图在0t1时间内斜率的绝对值相对于t1t2时间内的较大，所以在0t1时间内产生的感应电动

30、势大于t1t2时间内产生感应电动势，选项C正确；图中的斜率的绝对值先变小后变大，所以产生的感应电动势先变小再变大，选项D错误本题答案C.2.C【解析】 从x5 cm开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，在安培力作用下车做减速运动，速度v随位移x减小，当x15 cm时，线圈完全进入磁场，小车做匀速运动小车的水平长度l10 cm，A项错；当x30 cm时，线圈开始离开磁场，则d30 cm5 cm25 cm，B项错；当x10 cm时，由图象知，线圈速度v27 m/s，感应电流II7 A，C项正确；线圈左边离开磁场时，小车的速度为v32 m/s，线圈上产生的电热为Q(Mm)(vv)5.76 J，D项错

31、3.BCD【解析】 细线对金属框做的功等于金属框增加的机械能和金属框中产生的总热量之和，选项A错误；如果线框匀速进入磁场，线框受到的合力为零，细线对金属框的拉力TMg，此时线框受到的竖直向下的安培力F安(Mm)g，选项B正确；设线框匀速进入磁场时的速度为v0，则F安BILB2L2v0/R，又F安(Mm)g，可求出，此时线框上的热功率为PF安v0，整个过程中系统的机械能损失等于(Mm)gL；若线框刚进入磁场时的速度大于v0，则进入磁场后的安培力F安B2L2v0/R(Mm)gL，线框上的热功率大于，选项C正确；若线框刚进入磁场时的速度小于v0，则进入磁场后的安培力F安B2L2v0/R(Mm)gL，

32、系统的机械能损失小于(Mm)gL，选项D正确本题答案为BCD.4.(1)2.0 V(2)2.0 A，方向dc(3)0.6 N【解析】 (1)由于导体棒ab做匀加速直线运动，设它在第5 s末速度为v，所以vat10.0 m/s根据法拉第电磁感应定律：EBLv代入数据得E2.0 V(2)根据闭合电路欧姆定律：I代入数据得I0.2 A方向dc(3)因为金属直导线ab做匀速直线运动，故FF安ma其中：F安BIL0.40 NFF安ma代入数据得F0.6 N.5.(1)(2)(3)【解析】 (1)电压大小即灯泡的额定电压，根据PU2/R，可得U.(2)设小灯泡的额定电流为I0，有：PIR，由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻，小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为II0，此时金属棒MN所受重力与安培力相等，下落速度达到最大值，有：mgBI0L，可解得：B.(3)解法：设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得：EBLvEI0(Rr)，可得：v.解法：由能量转化和守恒可得：重力的功率等于整个电路获得的电功率：mgv(Rr)可得：v.20