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如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的

如图所示，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，处在方向竖直、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均可忽略.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，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.

(1)求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W和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少?

(3)导体棒往复运动，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）  水平向左

(2)Ep- 

(3)导体棒最终静止于初始位置 


解析:

(1)初始时刻，棒中感应电动势：E=BLv0                               ①

棒中的感应电流：                                                  ②

作用于棒上的安培力：F=BIL                                              ③

联立①②③，得F=，其方向：水平向左.

(2)由功和能的关系，得安培力做功W1=Ep-

电阻R上产生的焦耳热Q1=-Ep.

(3)由能量转化及平衡条件等，可判断：棒最终静止于初始位置,Q=.

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