(13分)如图甲所示,MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=2.0m;R是连在导轨一端的电阻,质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨
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(13分)如图甲所示,MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=2.0m;R是连在导轨一端的电阻,质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨
题型:不详
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(13分)如图甲所示,MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=2.0m;R是连在导轨一端的电阻,质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上,电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空问有磁感应强度B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。从t=0开始对导体棒ab施加一个水平向左的外力F,使其由静止开始沿导轨向左运动,电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示,其中OA段是直线,AB段是曲线、BC段平行于时间轴。假设在从1.2s开始以后,外力F的功率P=4.5W保持不变。导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计,导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直,且接触良好。不计电压传感器对电路的影响(g=10m/s
2
)。求
(1)导体棒ab做匀变速运动的加速度及运动过程中最大速度的大小;
(2)在1.2s~2.4s的时间内,该装置产生的总热量Q;
(3)导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。
答案
(1)v
m
= l.0m/s(2)Q=5.31J(3)μ=0.2,R=0.4Ω
解析
试题分析:(1)导体棒内阻不计,E=U,B、L为常数,在0~1.2s内导体棒做匀加速直线运动。设导体棒加速度为a,t
1
=1.2s时导体棒速度为v
1
,由图可知,此时电压U
1
=0.90V。
1分
得v
1
=0.90m/s 1分
由
1分
得a =0.75m/s
2
1分
从图可知,t=2.4s时R两端的电压最大,E
m
=l.0V
由
得v
m
= l.0m/s 1分
(2)在1.2s~2.4s内,由功能关系得
2分
解得Q=5.31J 1分
(3)当t=l.2s时,设拉力为F
1
,则
1分
同理,设t=2.4s时拉力为F
2
,则
根据牛顿第二定律
1分
1分
又
1分
代入数据可得μ=0.2,R=0.4Ω 1分
举一反三
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带电量为q=+
的带电小球,从小孔P以速度v=2m/s水平射入上述电场、磁场区域,之后从OA板上的M点垂直OA方向飞出上述的电磁场区域后而进入下方的电磁场区域 ,OA板下方电场方向变为水平向右,电场强度大小为
,当小球碰到水平地面时立刻加上匀强磁场,磁感应强度大小仍为B=1T,方向垂直纸面向里。小球与水平地面相碰时,竖直方向速度立刻减为零,水平方向速度不变,小球运动到D处刚好离开水平地面,然后沿着曲线DQ运动,重力加速度为g=10m/s
2
,小球在水平地面上运动过程中电量保持不变,不计摩擦。
(1)求小球在OA上方空间电磁场中运动时间
;
(2)求小球从M运动到D的时间;
(3)若小球在DQ曲线上运动到某处时速率最大为v
m
,该处轨迹的曲率半径
(即把那一段曲线尽可能的微分,近似一个圆弧,这个圆弧对应的半径即曲线上这个点的曲率半径)。求v
m
与
的函数关系。
题型:不详
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|
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如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,匀强电场场强为E,方向竖直向下,一带电微粒在竖直平面内做匀速圆周运动,不计空气阻力,则
A.此微粒带正电荷
B.此微粒带负电荷
C.此微粒沿顺时针方向转动
D.此微粒沿逆时针方向转动
题型:不详
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|
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在图所示的空间直角坐标系所在的区域内,同时存在匀强电场E和匀强磁场B。已知从坐标原点O沿x轴正方向射入的质子,穿过此区域时未发生偏转,则可以判断此区域中E和B的方向可能是
A.E和B都沿y轴的负方向
B.E和B都沿x轴的正方向
C.E沿y轴正方向,B沿z轴负方向
D.E沿z轴正方向,B沿y轴负方向
题型:不详
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(17分)如图所示,真空中有以O
1
为圆心,r为半径的圆形匀强磁场区域,坐标原点O为圆形磁场边界上的一点。磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。x=r的虚线右侧足够大的范围内有方向竖直向下、大小为E的匀强电场。从O点在纸面内向各个不同方向发射速率相同的质子,设质子在磁场中的偏转半径也为r,已知质子的电荷量为e,质量为m。求:
(1)质子射入磁场时的速度大小;
(2)速度方向沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间;
(3)速度方向与y轴正方向成37°角且与x轴正方向成127°角射入磁场的质子到达x轴时的位置坐标。(已知sin37°=0.6,cos37°="0.8)"
题型:不详
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(16分)如图所示,直角坐标系xoy的第一象限内有场强为E方向沿x轴负向的匀强电场,第二象限内有方向沿y轴负向的匀强电场,在
的区域内有方向垂直坐标平面的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的正粒子(不计重力),从P(
)点由静止开始运动, 通过第二象限后经
点再进入y≤0区域,并恰好经过坐标原点O.求
(1)第二象限内匀强电场的场强
.
(2)y≤0区域内匀强磁场的磁感应强度B.
(3)粒子从P到0经历的时间.
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