◎ 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v0。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Ep，则这一过程中安培力做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？ （3）导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动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

解：（1）初始时刻棒中感应电动势E＝Lv0B  ① 棒中感应电流I＝  ② 作用于棒上的安培力F＝ILB  ③ ①～③联立得F＝，安培力方向：水平向左 （2）由功和能的关系，得安培力做功W1＝EP－mv02  ④ 电阻R上产生的焦耳热Q1＝mv02－Ep  ⑤ （3）由能量转化及平衡条件等，可判断： 棒最终静止于初始位置，Q＝mv02  ⑥

◎ 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  【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。