如图所示,在方向竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行金属导轨CD、EF.导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ.先从t=0时刻起,给金

如图所示,在方向竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行金属导轨CD、EF.导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ.先从t=0时刻起,给金

题型:不详难度:来源:
如图所示,在方向竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行金属导轨CD、EF.导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ.先从t=0时刻起,给金属棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即:I=kt,其中k为衡量.若金属棒与导轨始终垂直,则关于金属棒的运动情况正确的是(  )

A.金属棒先做加速运动,最后匀速运动
B.金属棒先做加速运动,再做减速运动,最后匀速运动
C.金属棒先做加速运动,再做减速运动,最后静止
D.以上说法均不正确
答案
C
解析
设导轨间的距离为L,金属棒所受的安培力FB=BIL=BktL,垂直紧压导轨平面.金属棒在竖直方向受摩擦力Ff=μBkLt,方向竖直向上,重力mg竖直向下,开始一段时间内,金属棒向下加速的加速度a=g-逐渐减小,当a减为零时,速度最大,然后金属棒做减速运动,加速度a=-g,方向向上,逐渐变大,速度减小为零时,金属棒所受的最大静摩擦力大于重力,所以金属棒静止.故C项正确.
举一反三
如图所示,一个质量为m、带正电荷的物块在水平电场E=kt(t为时间,k为大于零的常数)的作用下被压在绝缘的竖直墙面上.若电场空间和墙面均足够大,从t=0时刻开始,物块所受的摩擦力的大小Ff随时间t变化的关系图是(  )


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(18分)如图,POy区域内有沿y轴正方向的匀强电场,POx区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,OP与x轴成θ角.不计重力的负电荷,质量为m、电量为q,从y轴上某点以初速度v0垂直电场方向进入,经电场偏转后垂直OP进入磁场,又垂直x轴离开磁场.求:

(1)电荷进入磁场时的速度大小
(2)电场力对电荷做的功
(3)电场强度E与磁感应强度B的比值
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如图,直角坐标系在一真空区域里,y轴的左方有一匀强电场,场强方向跟y轴负方向成θ=30°角,y轴右方有一垂直于坐标系平面的匀强磁场,在x轴上的A点有一质子发射器,它向x轴的正方向发射速度大小为v=2.0×106m/s的质子,质子经磁场在y轴的P点射出磁场,射出方向恰垂直于电场的方向,质子在电场中经过一段时间,运动到x轴的Q点。已知A点与原点O的距离为10cm,Q点与原点O的距离为(20-10)cm,质子的比荷为。求:

(1)磁感应强度的大小和方向;
(2)质子在磁场中运动的时间;
(3)电场强度的大小。
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一个质量为带电量为的小球,每次均以初速度水平向右抛出,抛出点距离水平地面的高度为,不计空气阻力,重力加速度为,求:
(1)若在小球所在空间加一个匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,则电场强度的大小和方向?
(2)若在此空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,发现小球抛出后最终落地且其运动的水平位移为,求磁感应强度的大小?
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如图,在XOY平面第一象限整个区域分布一匀强电场,电场方向平行y轴向下.在第四象限内存在一有界匀强磁场,左边界为Y轴,右边界为的直线,磁场方向垂直纸面向外.一质量为m、带电量为+q的粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射入匀强电场,在电场力作用下从X轴上Q点以与X轴正方向45°角进入匀强磁场.已知OQ=d,不计粒子重力.求:

(1)P点坐标;
(2)要使粒子能再进入电场,磁感应强度B的取值范围;
(3)要使粒子能第二次进入磁场,磁感应强度B的取值范围.
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