Question

如图所示，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，铜棒质量为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不计．开始时铜棒作简谐运动，为平衡位置，振幅Am，周期是Ts，最大速度为v．加一垂直导轨平面的磁感应强度为B的匀强磁场后，发现铜棒作阻尼运动，如果同时给铜棒施加一水平力F，则发现铜棒仍然作原简谐运动．问：

图11-8

（1）铜棒作阻尼运动的原因是________________．

（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，那么每次全振动中外界供给铜棒的能量是多少?

 

Answer 1

（1）铜棒切割磁感线，产生感应电动势，铜棒、电阻、导棒组成的回路中有感应电流，铜棒运动时受到安培力，铜棒克服安培力做功，机械能减小，减少的机械能转化为电能，故铜棒振幅减少，振动能量减少，作阻尼振动

         （2）B  （3）

解析:

（1）铜棒切割磁感线，产生感应电动势，铜棒、电阻、导棒组成的回路中有感应电流，铜棒运动时受到安培力，铜棒克服安培力做功，机械能减小，减少的机械能转化为电能，故铜棒振幅减少，振动能量减少，作阻尼振动

（2）B　抓住安培力是变力

（3）

∴　

每次全振动产生电能是　

所以每次全振动中外界供给铜棒的能量为　．