16.如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L，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)，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過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？

（3）導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？

16.答案：（1）F=  方向水平向左.

（2）Q1=mv02－Ep

（3）Q=mv02

解析：（1）初始時(shí)刻棒中感應(yīng)電動(dòng)勢

E=Lv0B                            ①

棒中感應(yīng)電流

I=                              ②

作用于棒上的安培力

F=ILB                             ③

聯(lián)立①②③，得

F=

安培力方向：水平向左

（2）由功和能的關(guān)系，得

安培力做功W1=Ep-

電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱      Q1=-Ep

（3）由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件等，可判斷：

棒最終靜止于初始位置

Q=


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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 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，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)，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過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)體棒開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中，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 來源： 題型：

（2011?江蘇）如圖所示，固定的水平長直導(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，在下落過程中（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L，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)體棒開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中，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 來源： 題型：

如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L=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)，彈簧的彈性勢能Ep=0.5J．導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(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，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)，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過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)體棒開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？

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