如图所示,两根等长的绝缘细线悬挂一水平金属细杆MN,处在与其垂直的水平匀强磁场中。金属细杆的长度为1 m,质量为8.9×10-3 kg。当金属细杆中通以0.89
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如图所示,两根等长的绝缘细线悬挂一水平金属细杆MN,处在与其垂直的水平匀强磁场中。金属细杆的长度为1 m,质量为8.9×10-3 kg。当金属细杆中通以0.89
题型:不详
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如图所示,两根等长的绝缘细线悬挂一水平金属细杆MN,处在与其垂直的水平匀强磁场中。金属细杆的长度为1 m,质量为8.9×10
-3 kg
。当金属细杆中通以0.89 A的电流时,两绝缘细线上的拉力均恰好为零。忽略与金属细杆连接细导线的影响,g=10m/s
2
。求:
(1)金属细杆所受安培力的方向;
(2)金属细杆中电流的方向;
(3)匀强磁场的磁感应强度大小。
答案
(1)向上(2)N到M (向左)(3)0.1T
解析
试题分析:(1)根据物体平衡条件可以判断安培力的方向.
(2)知道了安培力方向,根据左手定则可以判断金属杆中电流的方向
(3)写出安培力的表达式,然后根据物体平衡列方程可正确解答.
解:(1)金属细杆在重力、安培力作用下处于平衡状态,安培力和重力等大反向,故安培力方向竖直向上.故金属细杆所受安培力的方向为:竖直向上.
(2)根据左手定则,伸开左手,让磁感线穿过手心,大拇指指向上方,四指从N指向M,故电流方向从N指向M.故金属细杆中电流的方向为从N指向M.
(3)根据安培力公式有:F=BIL
则:
又F=mg
∴
,故匀强磁场的磁感应强度大小为0.1T.
点评:本题比较简单,借助于物体平衡,考查了有关安培力的大小和方向问题,要熟练应用左手定则判断安培力的方向,同时熟练应用公式F=BIL进行有关计算.
举一反三
PQ为一根足够长的绝缘细直杆,处于竖直的平面内,与水平夹角为q斜放,空间充满磁感应强度B的匀强磁场,方向水平如图所示。一个质量为m,带有负电荷的小球套在PQ杆上,小球可沿杆滑动,球与杆之间的摩擦系数为
(
),小球带电量为q。现将小球由静止开始释放,试求小球在沿杆下滑过程中:
(1)小球最大加速度为多少?此时小球的速度是多少?
(2)下滑过程中,小球可达到的最大速度为多大?
题型:不详
难度:
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在如图所示的空间区域里,
轴左方有一匀强电场,场强方向跟
轴正方向成60°,大小为
;
轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度
=0.20T.有一质子以速度
=2.0×
m/s,由
轴上的A点(10cm,0)沿与
轴正方向成30°斜向上射入磁场,在磁场中运动一段时间后射入电场,后又回到磁场,经磁场作用后又射入电场.已知质子质量近似为
=1.6×
kg,电荷
=1.6×
C,质子重力不计.求:
(1)质子在磁场中做圆周运动的半径.
(2)质子从开始运动到第二次到达y轴所经历的时间.(计算结果保留3位有效数字)
(3)质子第三次到达y轴的位置坐标.
题型:不详
难度:
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如图所示,在同一条竖直线上,有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷,GH是它们连线的垂直平分线。另有一个带电小球C,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷),被长为L的绝缘轻细线悬挂于O点,现在把小球C拉起到M点,使细线水平且与 A、B处于同一竖直面内,由静止开始释放,小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零,此时细线与竖直方向的夹角θ= 30º。试求:
(1)在A、B所形成的电场中,M、N两点间的电势差,并指出M、N哪一点的电势高。
(2)若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a的正三角形,则小球运动到N点瞬间,轻细线对小球的拉力F
T
(静电力常量为k)。
题型:不详
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带电小球的质量为
m
,当匀强电场方向水平向右时(图中未画出),小球恰能静止在光滑圆槽形轨道的
A
点,图中角
θ
=30°,如图所示,当将电场方向转为竖直向下时(保持匀强电场的电场强度大小不变),求小球从
A
点起滑到最低点时对轨道的压力.
题型:不详
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在平面直角坐标系
xOy
中,第Ⅰ象限存在沿
y
轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为
B
.一质量为
m
、电荷量为
q
的带正电的粒子从
y
轴正半轴上的
M
点以一定的初速度垂直于
y
轴射入电场,经
x
轴上的
N
点与
x
轴正方向成
θ
=60°角射入磁场,最后从
y
轴负半轴上的
P
点垂直于
y
轴射出磁场,已知
ON
=
d
, 如图所示.不计粒子重力,求:
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径
R
;
(2)粒子在
M
点的初速度
v
0
的大小;
(3)粒子从
M
点运动到
P
点的总时间
t
.
题型:不详
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