如圖3所示，水平面內(nèi)平行放置兩根裸銅導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，一根裸銅棒ab垂直導(dǎo)軌放置在導(dǎo)軌上面，銅棒質(zhì)量m，可無(wú)摩擦地在導(dǎo)軌上滑動(dòng).兩導(dǎo)軌右端與電阻R相連，銅棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì).兩根一樣的彈簧，左端固定在木板上，右端與銅棒相連，彈簧質(zhì)量與銅棒相比可以不計(jì).開(kāi)始時(shí)銅棒做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，OO′為平衡位置，振幅為A，周期是T，最大速度為v0.如加一垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B后，發(fā)現(xiàn)銅棒做阻尼振動(dòng).如果同時(shí)給銅棒施加一水平力F，則發(fā)現(xiàn)銅棒仍然做原簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).問(wèn)：
（1）銅棒做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的原因是______________.
（2）關(guān)于水平變力F的情況，下列判斷正確的是（）
A.F的方向總是與彈簧彈力的方向相同
B.F的大小總是與安培力大小相等
C.F的大小不變方向變化
D.F可以為恒力
（3）如果銅棒中的電流按正弦規(guī)律變化，那么每次振動(dòng)中外界供給銅棒的能量是多少？


見(jiàn)解析


【試題分析】
（1）導(dǎo)體棒受到的水平力F與安培力平衡，合力仍是彈簧彈力，所以導(dǎo)體棒仍做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).
（2）由于安培力是變力，方向和大小都隨時(shí)間做周期性變化，所以水平力F也是如此.選B.
（3）由于導(dǎo)體棒做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間是正弦函數(shù)關(guān)系，所以回路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emax=BLv0.
由能量觀點(diǎn)可知，每次振動(dòng)中，即一個(gè)周期內(nèi)，外界供給銅棒的能量等于回路產(chǎn)生的電能，最終轉(zhuǎn)化為熱量Q.
則  E=Q=T
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：

（2013?浙江模擬）如圖1所示，水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的第一象限有磁場(chǎng)分布，方向垂直于水平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸方向沒(méi)有變化，與橫坐標(biāo)x的關(guān)系如圖2所示，圖線是雙曲線（坐標(biāo)軸是漸進(jìn)線）；頂角θ=45°的光滑金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi)，ON與x軸重合，一根與ON垂直的長(zhǎng)導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌MON向右滑動(dòng)，導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸．已知t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂角O處；導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m=2kg；OM、ON接觸處O點(diǎn)的接觸電阻為R=0.5Ω，其余電阻不計(jì)；回路電動(dòng)勢(shì)E與時(shí)間t的關(guān)系如圖3所示，圖線是過(guò)原點(diǎn)的直線．求：
（1）t=2s時(shí)流過(guò)導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I2的大小；
（2）1～2s時(shí)間內(nèi)回路中流過(guò)的電量q的大小；
（3）導(dǎo)體棒滑動(dòng)過(guò)程中水平外力F（單位：N）與橫坐標(biāo)x（單位：m）的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖a所示，水平面內(nèi)固定有寬L=0.2m的兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌，金屬桿ab、cd垂直導(dǎo)軌水平放置，ab阻值R=0.5Ω，cd質(zhì)量m=0.01kg．勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，不計(jì)金屬桿cd和導(dǎo)軌的電阻．若固定cd，用水平力F1=0.04N勻速向左拉動(dòng)ab時(shí)，作出的位移大小-時(shí)間圖象如圖（b）中的①所示；若固定ab，用水平力恒力F2從靜止起拉動(dòng)cd向右，作出的位移大小-時(shí)間圖象如圖（b）中的②所示．試求：
（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（2）在F2拉動(dòng)cd的3s時(shí)間內(nèi)，ab上產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）若在圖b中把縱坐標(biāo)改為v（m/s），試在v-t圖中畫(huà)出F2拉動(dòng)cd的過(guò)程中較合理的圖線③．
（4）若用水平外力按圖線①向左勻速拉動(dòng)ab的同時(shí)，用水平外力按圖線②拉動(dòng)cd，則1s內(nèi)作用在cd上的外力至少做了多少功？（不同電源串聯(lián)時(shí)，回路中總電動(dòng)勢(shì)等于各電源電動(dòng)勢(shì)之和．）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖a所示，水平面內(nèi)固定有寬L=0.2m的兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌，金屬桿ab、cd垂直導(dǎo)軌水平放置，ab阻值R=0.5Ω，cd質(zhì)量m=0.01kg．勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，不計(jì)金屬桿cd和導(dǎo)軌的電阻．若固定cd，用水平力F1=0.04N勻速向左拉動(dòng)ab時(shí)，作出的位移大小-時(shí)間圖像如圖（b）中的①所示；若固定ab，用水平力恒力F2從靜止起拉動(dòng)cd向右，作出的位移大小-時(shí)間圖像如圖（b）中的②所示．試求：

（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

（2）在F2拉動(dòng)cd的3s時(shí)間內(nèi)，ab上產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（3）若在圖b中把縱坐標(biāo)改為v（m/s），試在v-t圖中畫(huà)出F2拉動(dòng)cd的過(guò)程中較合理的圖線③．

（4）若用水平外力按圖線①向左勻速拉動(dòng)ab的同時(shí)，用水平外力按圖線②拉動(dòng)cd，則1s內(nèi)作用在cd上的外力至少做了多少功？（不同電源串聯(lián)時(shí)，回路中總電動(dòng)勢(shì)等于各電源電動(dòng)勢(shì)之和．）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖7所示，水平面內(nèi)兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌，左端與電阻R相連接，其上垂直于導(dǎo)軌放置質(zhì)量一定的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面。現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一個(gè)水平向右的外力F，使金屬棒從位置a由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)并依次通過(guò)位置b和c，從a到b與從b到c所用的時(shí)間相等。則在金屬棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是    (  )

A．通過(guò)電阻R的電流方向從下到上

B．金屬棒通過(guò)b、c兩位置時(shí)，電阻R兩端的電壓之比為1：2

C．金屬棒通過(guò)b、c兩位置時(shí)，外力F的大小之比為l：2

D．在金屬棒從a到b與從b到c的兩個(gè)過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電量之比為l：3

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