(15分)如图甲所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m, R是连接在导轨一端的
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(15分)如图甲所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m, R是连接在导轨一端的
题型:不详
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(15分)如图甲所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m, R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的v-t图象,其中OA段是直线,AC是曲线,DE是曲线图象的渐进线,小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W,此后保持功率不变。除R外,其余部分电阻均不计,g=10m/s
2
。
(1)求导体棒ab在0-12s内的加速度大小
(2)求导体棒ab与导轨间的动摩擦因数及电阻R的值
(3)若t=17s时,导体棒ab达最大速度,从0-17s内共发生位移100m,试求12s-17s内,R上产生的热量是多少?
答案
(1)0.75m/s
2
(2)
R=0.4Ω(3)
解析
试题分析:(1)由v-t图象的斜率得
m/s
2
=0.75m/s
2
(2)t
1
=12s时,由v-t图象得速度为 v
1
="9m/s"
因为
,
,
,
由牛顿第二定律得
即
由图象知17s末导体棒ab的最大速度为v
2
=10m/s,此时加速度为零,
同理有
联立解得
,R=0.4Ω
(3)由v-t图象知0-12s内,导体棒匀加速运动的位移
=54m
12-17s内,导体棒的位移
m
由能量守恒得
代入数据解得R上产生的热量 Q="12.35" J
举一反三
如图所示,一带电粒子从平行带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v
0
射入电场中,恰好能从下板边缘以速度v
1
飞出电场.若其它条件不变,在两板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场,该带电粒子恰能从上板边缘以速度v
2
射出.不计重力,则
A.2v
0
= v
1
+v
2
B.v
0
=
C.v
0
=
D.v
0
<v
1
=v
2
题型:不详
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(16分)如图所示,在xoy平面内,y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;在0<x<L区域内,x轴上、下方有相反方向的匀强电场,电场强度大小均为2E;在x>L的区域内有垂直于xoy平面的匀强磁场,磁感应强度大小不变、方向做周期性变化。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子(粒子重力不计),由坐标为(-L,
)的A点静止释放。
⑴求粒子第一次通过y轴时速度大小;
⑵求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度;
⑶现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻,实现粒子能沿一定轨道做往复运动,求磁场的磁感应强度B大小取值范围。
题型:不详
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如图所示,水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷,a板带正电,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,若一个带正电的液滴在两板间做直线运动,其运动的方向是( )
A.沿竖直方向向下
B.沿竖直方向向上
C.沿水平方向向左
D.沿水平方向向右
题型:不详
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如图所示,速度为v
0
、电荷量为q的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器,选择器中磁感应强度为B,电场强度为E,则( )
A.若改为电荷量-q的离子,将往上偏(其它条件不变)
B.若速度变为2v
0
将往上偏(其它条件不变)
C.若改为电荷量+2q的离子,将往下偏(其它条件不变)
D.若速度变为
v
0
将往下偏(其它条件不变)
题型:不详
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如图甲所示,两块长为L(L未知)的平行金属板M、N,彼此正对,板间距亦为L。现将N板接地,M上电势随时间变化规律如图乙所示。两平行金属板左边缘的中线处放置一个粒子源,能沿中线方向连续不断地放出一定速度的带正电粒子。已知带电粒子的荷质比
,粒子的重力和粒子之间的作用力均可忽略不计。若某时刻粒子源放出的粒子恰能从平行金属板右边缘离开电场(设在每个粒子通过电场区域的时间内,可以把板间的电场看作是恒定的),同时进入金属板右方磁感强度为
T,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,一段时间后正粒子垂直打在屏PQ上,屏PQ与金属板右边缘的距离为d=0.5m。
求
①粒子在磁场中的速度?
②为完成以上运动带电粒子应在哪个时刻进入电场?
题型:不详
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