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，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，可無摩擦地在導(dǎo)軌上滑動.兩導(dǎo)軌右端與電阻R相連，銅棒和導(dǎo)軌的電阻不計.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.開始時銅棒做簡諧運動，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)軌平面的勻強磁場B后，發(fā)現(xiàn)銅棒做阻尼振動.如果同時給銅棒施加一水平力F，則發(fā)現(xiàn)銅棒仍然做原簡諧運動.問：
（1）銅棒做簡諧運動的原因是______________.
（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，那么每次振動中外界供給銅棒的能量是多少？


見解析


【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)體棒仍做簡諧運動.
（2）由于安培力是變力，方向和大小都隨時間做周期性變化，所以水平力F也是如此.選B.
（3）由于導(dǎo)體棒做簡諧運動，其速度隨時間是正弦函數(shù)關(guān)系，所以回路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值Emax=BLv0.
由能量觀點可知，每次振動中，即一個周期內(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)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 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分布，方向垂直于水平面向下，磁感應(yīng)強度沿y軸方向沒有變化，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垂直的長導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌MON向右滑動，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸．已知t=0時，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點的接觸電阻為R=0.5Ω，其余電阻不計；回路電動勢E與時間t的關(guān)系如圖3所示，圖線是過原點的直線．求：
（1）t=2s時流過導(dǎo)體棒的電流強度I2的大��；
（2）1～2s時間內(nèi)回路中流過的電量q的大��；
（3）導(dǎo)體棒滑動過程中水平外力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．勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，不計金屬桿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ab時，作出的位移大小-時間圖象如圖（b）中的①所示；若固定ab，用水平力恒力F2從靜止起拉動cd向右，作出的位移大小-時間圖象如圖（b）中的②所示．試求：
（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B；
（2）在F2拉動cd的3s時間內(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圖中畫出F2拉動cd的過程中較合理的圖線③．
（4）若用水平外力按圖線①向左勻速拉動ab的同時，用水平外力按圖線②拉動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，回路中總電動勢等于各電源電動勢之和．）

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科目：高中物理 來源： 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．勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，不計金屬桿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ab時，作出的位移大小-時間圖像如圖（b）中的①所示；若固定ab，用水平力恒力F2從靜止起拉動cd向右，作出的位移大小-時間圖像如圖（b）中的②所示．試求：

（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B；

（2）在F2拉動cd的3s時間內(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圖中畫出F2拉動cd的過程中較合理的圖線③．

（4）若用水平外力按圖線①向左勻速拉動ab的同時，用水平外力按圖線②拉動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，回路中總電動勢等于各電源電動勢之和．）

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科目：高中物理 來源： 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，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面�，F(xiàn)對金屬棒施加一個水平向右的外力F，使金屬棒從位置a由靜止開始向右做勻加速運動并依次通過位置b和c，從a到b與從b到c所用的時間相等。則在金屬棒的運動過程中，下列說法正確的是    (  )

A．通過電阻R的電流方向從下到上

B．金屬棒通過b、c兩位置時，電阻R兩端的電壓之比為1：2

C．金屬棒通過b、c兩位置時，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的兩個過程中，通過電阻R的電量之比為l：3

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