如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计。磁感应强度为B1=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,

如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计。磁感应强度为B1=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,

题型:不详难度:来源:
如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计。磁感应强度为B1=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L=1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m1=2kg、电阻为R1=1Ω。两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为d=0.5m,定值电阻为R2=3Ω,现闭合开关S并将金属棒由静止释放,取g=10m/s2,求:

(1)金属棒下滑的最大速度为多大?
(2)当金属棒下滑达到稳定状态时,整个电路消耗的电功率P为多少?
(3)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2=3T,在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为m2=3×10-4kg、所带电荷量为q=-1×10-4C的液滴以初速度v水平向左射入两板间,该液滴可视为质点。要使带电粒子能从金属板间射出,初速度v应满足什么条件?
答案
(1)10m/s(2)100W(3)v≤0.25m/s或v≥0.5m/s 
解析

试题分析:(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,则有 ; ,  
所以
解得最大速度   vm=10m/s 
(2)金属棒匀速下滑时,动能不变,重力势能减小,此过程中重力势能转化为电能。
重力做功的功率等于整个电路消耗的电功率
(或)
(3)金属棒下滑稳定时,两板间电压U=IR2=15V(1分)
因为液滴在两板间有 所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动
当液滴恰从上板左端边缘射出时:      所以  v1=0.5m/s 
当液滴恰从上板右侧边缘射出时:        所以v2=0.25m/s
初速度v应满足的条件是:v≤0.25m/s或v≥0.5m/s     
举一反三
如图所示,在半径为R的圆柱形区域内有匀强磁场。一个电子以速度为v0从M点沿半径方向射入该磁场,从N点射出,速度方向 偏转了。则电子从M到N运行的时间是  ()
A.B.C.D.

题型:不详难度:| 查看答案
(14分)如图所示,在一宽度D="16" cm的区域内,同时存在相互垂直的匀强磁场B和匀强电场E,电场的方向竖直向上,磁场的方向垂直向外。一束带电粒子以速度同时垂直电场和磁场的方向射入时,恰不改变运动方向。若粒子射入时只有电场,可测得粒子穿过电场时沿竖直方向向上偏移6.4 cm;若粒子射人时只有磁场,则粒子束离开磁场时偏离原方向的距离是多少?不计粒子的重力。

题型:不详难度:| 查看答案
质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述错误的是(不计带电粒子的重力) 
A.M带负电,N带正电
B.M的速度率小于N的速率
C.洛伦磁力对M、N做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间

题型:不详难度:| 查看答案
利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上有两条宽度分别为2d和d的缝,两缝近端相距为L。一群质量为m、电荷量为q,具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场,对于能够从宽度为d的缝射出的粒子,下列说法正确的是(  )

A. 粒子带正电
B. 射出粒子的最大速度为
C. 保持d和L不变,增大B,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大
D. 保持d和B不变,增大L,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,M、N为两条沿竖直方向放置的直导线,其中有一条导线中通有恒定电流,另一条导线中无电流。一带电粒子在M、N两条直导线所在的平面内运动,曲线ab是该粒子的运动轨迹。带电粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计。关于导线中的电流方向、粒子带电情况以及运动的方向,下列说法正确的是
A.M中通有自上而下的恒定电流,带负电的粒子从a点向b点运动
B.M中通有自上而下的恒定电流,带正电的粒子从a点向b点运动
C.N中通有自上而下的恒定电流,带正电的粒子从a点向b点运动
D.N中通有自上而下的恒定电流,带负电的粒子从a点向b点运动

题型:不详难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.