如圖19所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)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(yīng)強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略，初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度υ0，在沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。

（1）求初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力；

（2）若導(dǎo)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(dǎo)體棒往復(fù)運動，最終靜止于何處？從導(dǎo)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？

 

【答案】

（1）初始時刻棒中感應(yīng)電動勢    E=BL0   

棒中感應(yīng)電流I=       作用于棒上的安培力F=BIL

聯(lián)立①②③，得F=   安培力方向：水平向左

（2）由功和能的關(guān)系，得                

安培力做功  W1=EP－m  電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1=m－EP

（3）由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件等判斷：棒最終靜止于初始位置

由能量轉(zhuǎn)化和守恒得Q=m

【解析】略

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖19所示，在磁感應(yīng)強度為B的水平方向的勻強磁場中豎直放置兩平行導(dǎo)軌，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。導(dǎo)軌上端跨接一阻值為R的電阻（導(dǎo)軌電阻不計）。兩金屬棒a和b的電阻均為R，質(zhì)量分別為ma=2×10－2Kg和mb=1×10－2Kg，它們與導(dǎo)軌相連，并可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動。閉合開關(guān)S，先固定b，用一恒力F向上拉a，穩(wěn)定后a以v1=10m/s的速度勻速運動，此時再釋放b，b恰好能保持靜止，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，取g=10m/s2。

（1）求拉力F的大��；

（2）若將金屬棒a固定，讓金屬棒b自由下滑（開關(guān)仍閉合），求b滑行的最大速度v2；

（3）若斷開開關(guān)，將金屬棒a和b都固定，使磁感應(yīng)強度大小從B隨時間均勻增加，經(jīng)0.1s后磁感應(yīng)強度增到2B時，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，求兩金屬棒間的距離h。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖19所示，帶電量分別為4q和－q的小球A、B固定在水平放置的光滑絕緣細桿上，相距為d，若桿上套一帶電小環(huán)C，帶電體A、B和C均可視為點電荷。

   （1）求小環(huán)C的平衡位置；

   （2）若小環(huán)C帶電量為q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x（|x|<<d）后靜止釋放，試判斷小環(huán)C能否回到平衡位置。（回答“能”或“不能”即可）

   （3）若小環(huán)C帶電量為－q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x（|x|<<d）后靜止釋放，試證明小環(huán)C將作簡揩運動。

        （提示：當a<<1時，則）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖19所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)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(yīng)強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略，初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度υ0，在沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。

（1）求初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力；

（2）若導(dǎo)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(dǎo)體棒往復(fù)運動，最終靜止于何處？從導(dǎo)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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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖19所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)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(yīng)強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略，初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度υ0，在沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。

（1）求初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力；

（2）若導(dǎo)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(dǎo)體棒往復(fù)運動，最終靜止于何處？從導(dǎo)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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