如图甲所示,相距为L的光滑平行金属导轨与水平间的夹角为,导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中,OO’为磁场边界,磁感应强度为B,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电
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如图甲所示,相距为L的光滑平行金属导轨与水平间的夹角为,导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中,OO’为磁场边界,磁感应强度为B,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电
题型:不详
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如图甲所示,相距为L的光滑平行金属导轨与水平间的夹角为
,导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中,OO’为磁场边界,磁感应强度为B,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计。在距OO’为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。
(1)若ab杆在平行于斜面的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动,其速度一位移关系图像如图乙所示,则在经过位移为3L的过程中电阻R上产生的电热Q
1
是多少?
(2)ab杆在离开磁场前瞬间的加速度是多少?
(3)若磁感应强度B=B
0
+kt(k为大于0的常数),要使金属杆ab始终静止在导轨上的初始位置,试分析求出施加ab杆的平行于斜面的外力。
答案
(1)
(2)
(3)
解析
(1) ab杆在磁场中发生位移
L
的过程中,恒力
F
做的功等于ab杆增加的动能和回路产生的电能之和: (2分)
ab在位移
L
到3
L
的过程中,
由动能定理得: (2分)
解得: (2分)
(2)ab杆在离开磁场前瞬间,受重力
mg
、安培力
和外力
F
作用,加速度为
a
,
F
安
="BIL " (1分)
I="E/R " (1分)
E=BLV
1
(1分)
(1分)
(1分)
解得
(2分)
(3)当磁场按
B
=
B
0
+
kt
规律变化时,由平衡条件得:
(1分)
(1分)
①当
时,F的方向沿斜面向下。 (1分)
②当
时,F的方向先沿斜面向上; (1分)
当经过
时,F的方向又将变为沿斜面向下。 (1分)
举一反三
如图所示,在空间中存在着方向为水平方向的匀强磁场,磁感强度为B.一个带电荷量为q、质量为m的微粒从图中的a处由静止释放,它运动的轨迹如图中的曲线所示,其中b点为轨迹的最低点,c与a点在同一水平面内,此后将重复这一阶段的运动.下面关于最低点b的说法中不正确的是[ ]
A.微粒经过b点时的速度方向为水平方向
B.微粒经过b点时受到的磁场力与重力大小相等而方向相反
C.微粒经过b点时的速度大于mg/Bq
D.微粒经过b点时的重力势能与动能之和等于在a点时的重力势能
题型:不详
难度:
|
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如图,摆球带有负电的单摆,在垂直摆动平面的匀强磁场中摆动,每次摆过平衡位置时,保持不变的物理量是[ ]
A.小球的动量
B.小球的加速度
C.摆绳的拉力
D.小球的动能
题型:不详
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有三束粒子,分别是质子
粒子束.当它们以相同的速度沿垂直磁场方向射入同一匀强磁场中,在下列四图中,能正确表示出这三束粒子运动轨迹的是[ ]
题型:不详
难度:
|
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关于安培力和洛仑兹力,如下说法中正确的是 [ ]
A.带电粒子在磁场中运动时,一定受到洛仑兹力作用
B.放置在磁场中的通电导线,一定受到安培力作用
C.洛仑兹力对运动电荷一定不做功
D.洛仑兹力对运动电荷的冲量一定为零
题型:不详
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如图所示,在虚线所围的圆形区域内有方向垂直圆面向里的匀强磁场,从边缘A点处有一束速率各不相同的质子沿半径方向射入磁场,这些质子在磁场中运动的过程中,下面的说法中正确的是[ ]
A.运动时间越长的,其轨迹也越长
B.运动时间越长的,其轨迹所对的圆心角也越大
C.运动时间越长的,射出磁场时的速率也越大
D.运动时间越长的,射出磁场时速度方向偏转也越大
题型:不详
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