如圖所示，固定的水平光滑金屬導軌，間距為L，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中，質量為m的導體棒與固定彈簧相連，放在導軌上，導軌與導體棒的電阻均可忽略.初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度，在沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸.

(1)求初始時刻導體棒受到的安培力.

(2)若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過程中安培力所做的功W和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少?

(3)導體棒往復運動，最終將靜止于何處?從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少?

（1）  水平向左

(2)Ep- 

(3)導體棒最終靜止于初始位置 


解析:

(1)初始時刻，棒中感應電動勢：E=BLv0                               ①

棒中的感應電流：                                                  ②

作用于棒上的安培力：F=BIL                                              ③

聯(lián)立①②③，得F=，其方向：水平向左.

(2)由功和能的關系，得安培力做功W1=Ep-

電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1=-Ep.

(3)由能量轉化及平衡條件等，可判斷：棒最終靜止于初始位置,Q=.

練習冊系列答案
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（2005?江蘇）如圖所示，固定的水平光滑金屬導軌，間距為L，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中，質量為m的導體棒與固定彈簧相連，放在導軌上，導軌與導體棒的電阻均可忽略，初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度υ0，在沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸．
（1）求初始時刻導體棒受到的安培力；
（2）若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過程中安培力所做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為什么？
（3）導體棒往復運動，最終靜止于何處？從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？

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如圖所示，固定的水平光滑金屬導軌，間距為L，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場中，質量為m的導體棒與固定彈簧相連，放在導軌上，導軌與導體棒的電阻均可忽略．初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度v0．在沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸．
（1）求初始時刻導體棒受到的安培力．
（2）導體棒往復運動，最終將靜止于何處？從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？
（3）若在導體棒上加上按一定規(guī)律變化的水平外力可使金屬棒做的簡諧運動，這樣在導體棒中產(chǎn)生正弦交變電流，則此外力的方向與速度方向的關系如何？提供的功率多大？（導體棒在平衡位置處的速度大小仍為v0）

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精英家教網(wǎng)
（1）初始時刻導體棒受到的安培力的大小和方向；
（2）導體棒從初始時刻到速度第一次為零的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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精英家教網(wǎng)如圖所示，固定的水平光滑金屬導軌，間距為L，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中，質量為m的導體棒與固定彈簧相連，放在導軌上，導軌與導體棒的電阻均可忽略．初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度v0．在沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸．
（1）求初始時刻導體棒受到的安培力．
（2）若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過程中安培力所做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少？導體棒往復運動，最終將靜止于何處？從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？

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