兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌豎直固定放置，頂端接一電阻R，導(dǎo)軌所在平面與勻強(qiáng)磁場垂直．將一金屬棒與下端固定的輕彈簧的上端拴接，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度為g，如圖所示．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（　�。�
分析：分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況：先向下做加速運(yùn)動(dòng)，后向下做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重力、安培力與彈簧的彈力平衡時(shí)，速度最大．根據(jù)功能關(guān)系得知，回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量與彈簧彈性勢能增加量之差．由于產(chǎn)生內(nèi)能，金屬棒在以后運(yùn)動(dòng)過程中的最大高度一定低于靜止釋放時(shí)的高度．
解答：解：A、金屬棒先向下做加速運(yùn)動(dòng)，后向下做減速運(yùn)動(dòng)，假設(shè)沒有磁場，金屬棒運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性可知，最低點(diǎn)的加速度等于剛釋放時(shí)的加速度g，由于金屬棒向下運(yùn)動(dòng)的過程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力，而安培力是阻力，則知金屬棒下降的高度小于沒有磁場時(shí)的高度，故金屬棒在最低點(diǎn)的加速度小于g．故A正確．
B、根據(jù)能量守恒定律得知，回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量與彈簧彈性勢能增加量之差．故B錯(cuò)誤．
C、金屬棒向下運(yùn)動(dòng)的過程中，受到重力、彈簧的彈力和安培力三個(gè)力作用，當(dāng)三力平衡時(shí)，速度最大，即當(dāng)彈簧彈力、安培力之和等于金屬棒的重力時(shí)，金屬棒下落速度最大．故C錯(cuò)誤．
D、由于產(chǎn)生內(nèi)能，彈簧具有彈性勢能，由能量守恒得知，金屬棒在以后運(yùn)動(dòng)過程中的最大高度一定低于靜止釋放時(shí)的高度．故D正確．
故選AD
點(diǎn)評：本題運(yùn)用力學(xué)的方法分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況，及功能關(guān)系，難點(diǎn)是運(yùn)用簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性分析金屬棒到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的加速度與g的關(guān)系．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定放置在水平面上，間距L=0.2m，一端通過導(dǎo)線與阻值R=1Ω的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量m=0.5kg的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌垂直，接觸良好，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)．整個(gè)裝置處于豎直向上的大小B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上，金屬桿運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示．
求：
（1）拉力F的大小及電路的發(fā)熱功率；
（2）在0～10s內(nèi)，通過電阻R上的電量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?寶山區(qū)一模）如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌被固定在水平面上，兩者間的距離l=0.6m，兩者的電阻均不計(jì)．兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及與R1并聯(lián)的電壓表，右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R1=2Ω，R2=1Ω．在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域遠(yuǎn)離R1、R2，CE的長度d=0.2m，CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如B～t圖所示．電阻r=2Ω的金屬棒L垂直于導(dǎo)軌放置在離R1較近的AB處，t=0時(shí)金屬棒在沿導(dǎo)軌水平向右的恒力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒運(yùn)動(dòng)到尚離磁場邊界CD較遠(yuǎn)的某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)變?yōu)榱�；�?dāng)金屬棒剛進(jìn)入磁場區(qū)域，電壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉淼闹�，直到金屬棒運(yùn)動(dòng)到EF處電壓表的示數(shù)始終保持不變．求：
（1）t=0.1s時(shí)電壓表的示數(shù)．
（2）恒力F的大�。�
（3）金屬棒從AB運(yùn)動(dòng)到EF的過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定放置在水平面上，間距L=0.2m，一端通過導(dǎo)線與阻值為R=1Ω的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m=0.5kg的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)．整個(gè)裝置處于豎直向上的大小為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上，金屬桿運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示．（取重力加速度g=10m/s2）求：
（1）t=10s時(shí)拉力的大小及電路的發(fā)熱功率．
（2）在0～10s內(nèi)，通過電阻R上的電量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ是兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，兩導(dǎo)軌間垂直于導(dǎo)軌平面有斜向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌MP端連有一阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)．若將一垂直于導(dǎo)軌，質(zhì)量為M的金屬棒CD在距NQ端為S處由靜止釋放，則CD棒滑至底端前，會(huì)經(jīng)歷加速運(yùn)動(dòng)和勻速運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段．今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把CD棒從NQ由靜止開始推至距NQ端為S處，撤去恒力F，棒CD最后又回到NQ端．
求CD棒自NQ出發(fā)至又回到NQ端的整個(gè)過程中，有多少電能通過電阻R轉(zhuǎn)化成內(nèi)能？

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