（11分）如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)="0.5" m，左端接有阻值為R="0.8" Ω的電阻，處在方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B="1" T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，導(dǎo)體棒的電阻為r="0.2" Ω，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì).

初時(shí)刻，彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0="4" m/s .導(dǎo)體棒第一次速度為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能Ep="0.5" J.導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.求：

（1）初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力的大小和方向；

（2）導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q .

 

【答案】

（1）水平向左（2）0.24J

【解析】

試題分析：（1）初始時(shí)刻棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

棒中感應(yīng)電流：

作用于棒上的安培力為：

聯(lián)立可得：

安培力方向：水平向左 …………….1分

（2）此過(guò)程，對(duì)桿用功能關(guān)系可得：

聯(lián)立可得：

考點(diǎn)：考查電磁感應(yīng)與能量的結(jié)合

點(diǎn)評(píng)：難度中等，導(dǎo)體棒的切割導(dǎo)致電流的產(chǎn)生，從而受到安培力的作用，在整個(gè)過(guò)程中，克服安培力做了多少功就有多少能量轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)兩電阻的串聯(lián)關(guān)系得到電能的分配

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2005?江蘇）如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)的過(guò)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(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力；
（2）若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，則這一過(guò)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(yùn)動(dòng)，最終靜止于何處？從導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)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(lái)源： 題型：

（2011?江蘇）如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行．線框由靜止釋放，在下落過(guò)程中（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0．在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)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(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力．
（2）導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？
（3）若在導(dǎo)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，這樣在導(dǎo)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(guān)系如何？提供的功率多大？（導(dǎo)體棒在平衡位置處的速度大小仍為v0）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)=0.5m，左端接有阻值為R=0.8Ω的電阻，處在方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，導(dǎo)體棒的電阻為r=0.2Ω，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)．初時(shí)刻，彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0=4m/s．導(dǎo)體棒第一次速度為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能Ep=0.5J．導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．求：
精英家教網(wǎng)
（1）初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力的大小和方向；
（2）導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0．在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)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(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力．
（2）若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，則這一過(guò)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(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？

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