题目

如图3所示，水平面内平行放置两根裸铜导轨，导轨间距为L，一根裸铜棒ab垂直导轨放置在导轨上面，铜棒质量m，可无摩擦地在导轨上滑动.两导轨右端与电阻R相连，铜棒和导轨的电阻不计.两根一样的弹簧，左端固定在木板上，右端与铜棒相连，弹簧质量与铜棒相比可以不计.开始时铜棒做简谐运动，OO′为平衡位置，振幅为A，周期是T，最大速度为v0.如加一垂直导轨平面的匀强磁场B后，发现铜棒做阻尼振动.如果同时给铜棒施加一水平力F，则发现铜棒仍然做原简谐运动.问：（1）铜棒做简谐运动的原因是______________.（2）关于水平变力F的情况，下列判断正确的是（）A.F的方向总是与弹簧弹力的方向相同B.F的大小总是与安培力大小相等C.F的大小不变方向变化D.F可以为恒力（3）如果铜棒中的电流按正弦规律变化，那么每次振动中外界供给铜棒的能量是多少？ 答案：见解析【试题分析】（1）导体棒受到的水平力F与安培力平衡，合力仍是弹簧弹力，所以导体棒仍做简谐运动.（2）由于安培力是变力，方向和大小都随时间做周期性变化，所以水平力F也是如此.选B.（3）由于导体棒做简谐运动，其速度随时间是正弦函数关系，所以回路产生感应电动势的最大值Emax=BLv0.由能量观点可知，每次振动中，即一个周期内，外界供给铜棒的能量等于回路产生的电能，最终转化为热量Q.则  E=Q=T

查看本题答案和解析