题目

如图1所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻可忽略.初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.求：（1）初始时刻导体棒受到的安培力；（2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为EP，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少；（3）导体棒做往复运动，最终将静止于何处；从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少. 答案：（1）初始时刻棒中感应电动势E=BLv0①棒中感应电流 I=E/R②作用于棒上的安培力 F=BIL③联立①②③,得F=，安培力方向水平向左.（2）由功能原理得安培力做功W1=EP-mv02/2，电阻R上产生的焦耳热为Q1=mv02/2-EP（3）由能量转化及平衡条件，可判断棒最终静止于初始位置，所产生的焦耳热为Q=mv02/2.【试题分析】

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