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如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略，初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度υ
0
，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．
（1）求初始时刻导体棒受到的安培力；
（2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为E
p
，则这一过程中安培力所做的功W
1
和电阻R上产生的焦耳热Q
1
分别为什么？
（3）导体棒往复运动，最终静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？
◎ 答案
（1）初始时刻棒中感应电动势 E=BLυ
0
棒中感应电流I=
E
R
作用于棒上的安培力F=BIL
联立，得F=
L
2
v
0
B
2
R
安培力方向：水平向左
（2）由功和能的关系，得
安培力做功 W
1
=E
P
-
1
2
mυ
0
2
电阻R上产生的焦耳热Q
1
=
1
2
mυ
0
2
-E
P上限
（3）由能量转化及平衡条件等判断：棒最终静止于初始位置
由能量转化和守恒得Q=
1
2
mυ
0
2
答：（1）求初始时刻导体棒受到的安培力大小为
L
2
v
0
B
2
R
，方向水平向左；
（2）安培力所做的功W
1
等于E
P
-
1
2
mυ
0
2
，电阻R上产生的焦耳热Q
1
等于
1
2
mυ
0
2
-E
P
．
（3）导体棒往复运动，最终静止于初始位置．从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为得Q=
1
2
mυ
0
2
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒…”主要考查了你对 【功能关系】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/372493.html
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