Question

如圖所示，ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌，處在方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，A、B間距為L，左右兩端均接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m、長為L且不計(jì)電阻的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，與左端固定在O點(diǎn)的輕質(zhì)彈簧連接組成彈簧振子．開始時(shí)，彈簧處于自然長度，導(dǎo)體棒MN具有水平向左的初速度v₀，經(jīng)過一段時(shí)間，導(dǎo)體棒MN第一次運(yùn)動(dòng)到最右端，這一過程中A、B間的電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，已知運(yùn)動(dòng)過程中MN始終與AD、BC垂直，則（　�。�

	A．	初始時(shí)刻棒所受的安培力大小為
	B．	當(dāng)棒第一次到達(dá)最左端時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能為mv﹣Q
	C．	當(dāng)棒第一次到達(dá)最右端時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能為mv﹣2Q
	D．	當(dāng)棒第二次回到初始位置時(shí)，A、B間電阻的熱功率為

Answer 1

考點(diǎn)：

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．.
專題：	電磁感應(yīng)——功能問題．
分析：	由E=BLv0、I=、F=BIL三個(gè)公式結(jié)合求解初始時(shí)刻棒受到安培力大小． MN棒從開始到第一次運(yùn)動(dòng)至最右端，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為2Q．根據(jù)能量守恒定律求解棒第一次到達(dá)最右端時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能．
解答：	解：A、由F=BIL、I=，R并=R，得初始時(shí)刻棒所受的安培力大小為 FA=，故A正確； B、由能量守恒定律可知，當(dāng)棒第一次到達(dá)最左端時(shí)，棒的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為整個(gè)回路的焦耳熱與彈簧的彈性勢(shì)能，由題意可知，導(dǎo)體棒MN第一次運(yùn)動(dòng)到最右端，這一過程中A、B間的電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，電路總熱量為2Q，由于第一次到達(dá)最左端的位移大于第一次到達(dá)右端的位移，第一次到達(dá)最左端時(shí)整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱大于Q，則彈簧具有的彈性勢(shì)能小于： mv﹣Q，故B錯(cuò)誤； C、當(dāng)棒第一次達(dá)到最右端時(shí)，物體的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為整個(gè)回路中的焦耳熱和彈簧的彈性勢(shì)能．電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為2Q．彈簧的彈性勢(shì)能為：Ep=mv02﹣2Q，故C正確； D、由于回路中產(chǎn)生焦耳熱，棒和彈簧的機(jī)械能有損失，所以當(dāng)棒再次回到初始位置時(shí)，速度小于v0，棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＜BLv0， 由電功率公式P=知，則AB間電阻R的功率小于2，故D錯(cuò)誤； 故選：C．
點(diǎn)評(píng)：	本題分析系統(tǒng)中能量如何轉(zhuǎn)化是難點(diǎn)，也是關(guān)鍵點(diǎn)，運(yùn)用能量守恒定律時(shí)，要注意回路中產(chǎn)生的焦耳熱是2Q，不是Q．