Question

如圖所示，水平面內平行放置兩根裸銅導軌，導軌間距為L，一根裸銅棒ab垂直導軌放置在導軌上面，銅棒質量為m，可無摩擦地在導軌上滑動，兩導軌右端與電阻R相連，銅棒和導軌的電阻不計，兩根一樣的彈簧，左端固定在木板上，右端與銅棒相連，彈簧質量與銅棒相比可不計．開始時銅棒作簡諧運動，為平衡位置，振幅Am，周期是Ts，最大速度為v．加一垂直導軌平面的磁感應強度為B的勻強磁場后，發現銅棒作阻尼運動，如果同時給銅棒施加一水平力F，則發現銅棒仍然作原簡諧運動．問：

圖11-8

（1）銅棒作阻尼運動的原因是________________．

（2）關于水平變力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律變化，那么每次全振動中外界供給銅棒的能量是多少?

 

Answer 1

（1）銅棒切割磁感線，產生感應電動勢，銅棒、電阻、導棒組成的回路中有感應電流，銅棒運動時受到安培力，銅棒克服安培力做功，機械能減小，減少的機械能轉化為電能，故銅棒振幅減少，振動能量減少，作阻尼振動

         （2）B  （3）

解析:

（1）銅棒切割磁感線，產生感應電動勢，銅棒、電阻、導棒組成的回路中有感應電流，銅棒運動時受到安培力，銅棒克服安培力做功，機械能減小，減少的機械能轉化為電能，故銅棒振幅減少，振動能量減少，作阻尼振動

（2）B　抓住安培力是變力

（3）

∴　

每次全振動產生電能是　

所以每次全振動中外界供給銅棒的能量為　．