如图所示,质量为m的导体棒曲垂直放在光滑足够长的U形导轨的底端,导轨宽度和棒长相等且接触良好,导轨平面与水平面成角,整个装置处在与导轨平面垂直的匀强磁场中.现给
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如图所示,质量为m的导体棒曲垂直放在光滑足够长的U形导轨的底端,导轨宽度和棒长相等且接触良好,导轨平面与水平面成角,整个装置处在与导轨平面垂直的匀强磁场中.现给
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,质量为m的导体棒曲垂直放在光滑足够长的U形导轨的底端,导轨宽度和棒长相等且接触良好,导轨平面与水平面成
角,整个装置处在与导轨平面垂直的匀强磁场中.现给导体棒沿导轨向上的初速度
v
0
,经时间
t
0
导体棒到达最高点,然后开始返回,到达底端前已经做匀速运动,速度大小为
.已知导体棒的电阻为R,其余电阻不计,重力加速度为
g
,忽略电路中感应电流之间的相互作用.求:
小题1:导体棒从开始运动到返回底端的过程中,回路中产生的电能;
小题2:导体棒在底端开始运动时的加速度大小;
小题3:导体棒上升的最大高度.
答案
小题1:
mv
0
2
小题2:a
1
= 3gsinθ
小题3:(v
0
2
-gv
0
t
0
sinθ)/2g
解析
⑴据能量守恒,得 △
E
= m
v
0
2
-
m(
)
2
=
mv
0
2
⑵在底端,设棒上电流为I,加速度为a,由牛顿第二定律,则:)
(mgsinθ+BIL)=ma
1
由欧姆定律,得
I
= E=BLv
0
由上述三式,得a
1
=" " gsinθ +
∵棒到达底端前已经做匀速运动∴mgsinθ=
代入,得a
1
= 3gsinθ
(3)选沿斜面向上为正方向,上升过程中的加速度,上升到最高点的路程为S,
a = -(gsinθ + )
取一极短时间△t,速度微小变化为△v,由△v = a△t,得
△ v = -( gsinθ△t+B
2
L
2
v△t/mR)
其中,v△t = △s
在上升的全过程中
∑△v = -(gsinθ∑△t+B
2
L
2
∑△s/mR)
即 0-v
0
= -(t
0
gsinθ+B
2
L
2
S/mR)
∵H="S·sinθ " 且mgsinθ=
∴ H =(v
0
2
-gv
0
t
0
sinθ)/2g
举一反三
如图所示,质量为m的矩形线框MNPQ,MN边长为a,NP边长为b;MN边电阻为R
1
,PQ边电阻为R
2
,线框其余部分电阻不计。现将线框放在光滑绝缘的水平桌面上,PQ边与y轴重合。空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场,该磁场的磁感应强度沿y轴方向均匀,沿x轴方向按规律B
x
=B
0
(1-kx)变化,式中B
0
和k为已知常数且大于零。矩形线框以初速度v
0
从图示位置向x轴正方向平动。求:
小题1:在图示位置时线框中的感应电动势以及感应电流的大小和方向;
小题2:线框所受安培力的方向和安培力的表达式;
小题3:线框的最大运动距离x
m
;
小题4:若R
1
=2R
2
,线框运动到
过程中,电阻R
1
产生的焦耳热。
题型:不详
难度:
|
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如图所示,虚线上方有方向竖直向下的匀强电场,虚线上下有相同的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,ab是一根长为
的绝缘细杆,沿电场线放置在虚线上方,b端恰在虚线上,将一套在杆上的带电量为q、质量为m的小环(小环重力忽略不计),从a端由静止释放后,小环先作加速运动,后作匀速运动到达b端,已知小环与绝缘杆间的动摩擦系数为μ,当小环脱离杆进入虚线下方后,运动轨迹是半圆,圆的半径是
,求:
(1)小环到达b点的速度
;
(2)匀强电场的场强E。
题型:不详
难度:
|
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如图所示,用绝缘轻绳悬吊一个带正电的小球,放在匀强磁场中.现把小球拉至悬点右侧a点,轻绳被水平拉直,静止释放后,小球在竖直平面内来回摆动.在小球运动过程中,下列判断正确的是( )
A.小球摆到悬点左侧的最高点与a点应在同一水平线上
B.小球每次经过最低点时所受洛伦兹力大小相等
C.小球每次经过最低点时所受洛伦兹力方向相同
D.小球每次经过最低点时轻绳所受拉力大小相等
题型:不详
难度:
|
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如图所示,a、b、c、d四种离子,它们带等量同种电荷,质量为m
a
=m
b
<m
c
=m
d
,以不等的速率va<v
b
=v
c
<v
d
进入速度选择器后,有两种离子从选择器中射出,进入磁感应强度为B
2
的磁场.由此可以判断射向D
1
的是_________离子.(不计重力)
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在直角坐标xoy内,在第1象限的区域I内存在垂直于纸面向外宽度为d的匀强磁场,区域Ⅱ内存在垂直于纸面向里宽度为
的匀强磁场;在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场,一质量为m带电量为+q的带电粒子从电场中的坐标为(-2h,
)点以速度
水平向右射出,经过原点O处射入区域I后垂直MN射入区域Ⅱ,(粒子的重力忽略不计)求:
小题1:区域I内磁感应强度B
1
的大小;
小题2:若区域Ⅱ内磁感应强度B
2
的大小是B
1
的整数倍,当粒子再次回到y轴时坐标可能值为多少?
题型:不详
难度:
|
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