精英家教網(wǎng)兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻．將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，如圖所示．除電阻R外其余電阻不計．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放．則（　�。�
分析：金屬棒的動能、重力勢能、彈簧的彈性勢能和內(nèi)能的總和保持不變．金屬棒最后將靜止，重力與彈簧的彈力二力平衡，由胡克定律求得彈簧伸長量．由安培力公式、歐姆定律和感應電動勢公式推導安培力的表達式．金屬棒下落過程中，金屬棒減少的重力勢能轉化為彈簧的彈性勢能、金屬棒的動能（金屬棒速度不是零時）和電阻R產(chǎn)生的內(nèi)能．
解答：解：A、根據(jù)能量轉化和守恒定律得知：金屬棒的動能、重力勢能與彈簧的彈性勢能的總和不斷減小，轉化為電路中的內(nèi)能．故A錯誤．
B、金屬棒最后將靜止，重力與彈簧的彈力二力平衡，由胡克定律得：彈簧伸長量為x=
mg
k
．故B正確．
C、金屬棒速度為v時，安培力大小為F=BIL，I=
BLv
R
，由以上兩式得：F=
B2L2v
R
，故C正確；
D、根據(jù)能量守恒知：最終金屬棒的重力勢能減小轉化為彈簧的彈性勢能和電路中的內(nèi)能，棒的重力勢能減小為mgx=mg?
mg
k
，故知電阻R上產(chǎn)生的總熱量小于mg?
mg
k
．故D錯誤．
故選BC
點評：本題考查分析、判斷和推導電磁感應現(xiàn)象中導體的加速度、安培力、能量轉化等問題的能力，是一道綜合性較強的題目．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為某同學設計的速度選擇裝置，兩根足夠長的光滑導軌MM′和NN′間距為L與水平面成θ角，上端接滑動變阻器R，勻強磁場B0垂直導軌平面向上，金屬棒ab質量為m恰好垂直橫跨在導軌上．滑動變阻器R兩端連接水平放置的平行金屬板，極板間距為d，板長為2d，勻強磁場B垂直紙面向內(nèi)．粒子源能發(fā)射沿水平方向不同速率的帶電粒子，粒子的質量為m0，電荷量為q，ab棒的電阻為r，滑動變阻器的最大阻值為2r，其余部分電阻不計，不計粒子重力．
（1）ab棒靜止未釋放時，某種粒子恰好打在上極板中點P上，判斷該粒子帶何種電荷？該粒子的速度多大？
（2）調(diào)節(jié)變阻器使R=0.5r，然后釋放ab棒，求ab棒的最大速度？
（3）當ab棒釋放后達到最大速度時，若變阻器在r≤R≤2r范圍調(diào)節(jié)，總有粒子能勻速穿過平行金屬板，求這些粒子的速度范圍？

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科目：高中物理 來源： 題型：

兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻．將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁應強度為B的勻強磁場垂直，除電阻R外其余電阻不計．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?山東）兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻．將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，如圖所示．除電阻R外其余電阻不計．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為某同學設計的速度選擇裝置，兩根足夠長的光滑導軌MM′和NN′間距為L與水平面成θ角，上端接阻值為R的電阻，勻強磁場B垂直導軌平面向上，金屬棒ab質量為m恰好垂直橫跨在導軌上．定值電阻R兩端連接水平放置的平行金屬板，極板間距為d，板長為2d，磁感強度也為B的勻強磁場垂直紙面向內(nèi)．粒子源能發(fā)射沿水平方向不同速率的帶電粒子，粒子的質量為m0，電荷量為q，ab棒的電阻為2R，其余部分電阻不計，不計粒子重力．
（1）ab棒靜止未釋放時，某種粒子恰好打在上極板中點P上，判斷該粒子帶何種電荷？該粒子的速度多大？
（2）釋放ab棒，求ab棒的最大速度？
（3）當ab棒達到最大速度時，能勻速穿過平行金屬板粒子的速度大��？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)兩根足夠長的光滑導軌豎直固定放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻．將質量為m，電阻也為R的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒與導軌接觸良好，導軌所在的平面與磁感應強度為B的磁場垂直，如圖所示，除金屬棒和電阻R外，其余電阻不計．現(xiàn)將金屬棒從彈簧的原長位置由靜止釋放，則（　　）
A、金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為b→a
B、最終彈簧的彈力與金屬棒的重力平衡
C、金屬棒的速度為v時，所受的安培力大小為F=
B2L2v
R
D、金屬棒的速度為v時，金屬棒兩端的電勢差為U=BLv

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