如图a,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L="0.20m" ,电阻R=1.0Ω;有一电阻r=0.5Ω的金属棒静止地放在轨道上,与两轨道垂直,轨道的电阻
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如图a,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L="0.20m" ,电阻R=1.0Ω;有一电阻r=0.5Ω的金属棒静止地放在轨道上,与两轨道垂直,轨道的电阻
题型:不详
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如图a,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距
L
="0.20m" ,电阻R=1.0Ω;有一电阻r=0.5Ω的金属棒静止地放在轨道上,与两轨道垂直,轨道的电阻忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下。
(1)现用一恒力F=0.2N沿轨道方向拉金属棒ab,使之由静止沿导轨向右做直线运动。则金属棒ab达到的稳定速度v
1
为多大?
(2)若金属棒质量m=0.1kg在恒力F=0.2N作用下由静止沿导轨运动距离为s=4m时获得速度v
2
=2m/s,此过程电阻R上产生的焦耳热Q
R
为多大?
(3)若金属棒质量未知,现用一外力F沿轨道方向拉棒,使之做匀加速直线运动,测得力F与时间t 的关系如图b所示,求金属棒的质量m和加速度a。
答案
(1)
(2)
(3)m=1/15kg , a=15m/s
2
.
解析
(1)当F=F
安
时,金属棒达到稳定,
,得:
(2)由动能定律可知:
,电场力做的功在数值上等于回路产生的热,
,R上产生的焦耳热:
(3)导体杆在轨道上做匀加速直线运动,用表示其速度,t表示时间,则有:v=at,杆切割磁力线,将产生感应电动热:
,在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流:
,
杆受到的安培力的:
, 根据牛顿第二定律,有:F-f="m" a
联立以上各式,得:
,
由图线上取两点代入上式,可解得:m=1/15kg , a=15m/s
2
举一反三
如图所示,在一均匀磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则( )
A.ef将减速向右运动,但不是匀减速, 最后停止
B.ef将匀减速向右运动,最后停止
C.ef将匀速向右运动
D.ef将往返运动
题型:不详
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如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开小孔C。现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电粒子(粒子的重力不计),问:
⑴为了使粒子能从C飞出后经过一段时间后飞到D点,在B板下方加一足够大的匀强磁场,CD连线与B板的夹角为θ=45
o
,CD长度为L,求磁感应强度大小和方向?
(2)在粒子运动到达D点时,为让带电粒子不打到B极板,需将磁场的磁感应强度改变,为达到目的,则磁感应强度的大小应满足什么条件?
题型:不详
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(22分)如图甲所示,在xOy坐标平面的第一象限(包括x、y轴)内存在磁感应强度大小为B
0
、方向垂直于xOy平面且随时间做周期性变化的匀强磁场,如图乙所示,规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正。在y轴左侧有一对竖直放置的平行金属板M、N,两板间的电势差为U
0
。一质量为m、电量为q的带正电粒子(重力和空气阻力均忽略不计),从贴近M板的中点无初速释放,通过N板小孔后从坐标原点O以某一速度沿x轴正方向垂直射入磁场中,经过一个磁场变化周期T
0
(T
0
未知)后到达第一象限内的某点P,此时粒子的速度方向恰好沿x轴正方向。
(1)求粒子进入磁场作匀速圆周运动时的运动半径;
(2)若粒子在t=0时刻从O点射入磁场中,求粒子在P点纵坐标的最大值y
m
及相应的磁场变化周期T
0
的值;
(3)若在上述(2)中,第一象限内y=y
m
处平行x轴放置有一屏幕,如图甲,磁场变化周期为上述(2)中T
0
,但M、N两板间的电势差U可以在U
0
<U<9U
0
范围内变化,粒子仍在t=0时刻从O点射入磁场中,求粒子可能击中的屏幕范围。
题型:不详
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如图所示,在
MN
、
PQ
间同时存在匀强磁场和匀强电场,方向垂直纸面水平向外,电场在图中没有标出。一带电小球从a 点射入场区,并在竖直面内沿直线运动至b点,则小球
A.一定带正电
B.受到电场力的方向一定水平向右
C.从a到b过程,克服电场力做功
D.从a到b过程中可能做匀加速运动
题型:不详
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如图所示,带电平行金属板相距为2
R
,在两板间半径为
R
的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为
B
,两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一质子(不计重力)沿两板间中心线
O
1
O
2
从左侧
O
1
点以某一速度射入,沿直线通过圆形磁场区域,然后恰好从极板边缘飞出,在极板间运动时间为
t
0
。若仅撤去磁场,质子仍从
O
1
点以相同速度射入,经
时间打到极板上。
⑴求两极板间电压
U
;
⑵求质子从极板间飞出时的速度大小;
⑶若两极板不带电,保持磁场不变,质子仍沿中心线
O
1
O
2
从
O
1
点射入,欲使质子从两板左侧间飞出,射入的速度应满足什么条件?
题型:不详
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