如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 W,有一质量为1kg的导体棒平放在轨道上并与两轨道垂直,导体棒及轨道的
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如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 W,有一质量为1kg的导体棒平放在轨道上并与两轨道垂直,导体棒及轨道的
题型:不详
难度:
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如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距
L
=0.20 m,电阻
R
=10 W,有一质量为1kg的导体棒平放在轨道上并与两轨道垂直,导体棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。现从
t
=0开始,用一水平向右的外力
F
沿轨道方向拉动导体棒,使之做初速度为零的匀加速直线运动,
F
与时间
t
的关系如图(乙)所示,试求:
(1)导体棒运动的加速度
a
。
(2)磁场的磁感应强度
B
。
(3)导体棒运动到第20s时,电阻
R
的电功率。
(4)若改为恒定拉力作用,但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动,在其它条件不变的
情况下,简要说明磁场的磁感应强度必须满足的条件。
答案
(1)1m/s
2
(2)5T
(3)40W
(4)磁场随距离变化的关系:
B
∝
解析
(1)
F
-
=
ma
,则
a
=1m/s
2
。 (3分)
(2)
B
=5T (4分)
(3)
v
=
a t
=20 m/s,则
P
=(
F
拉
-
ma
)
v
=40W。 (4分)
(4)根据
F
-
=
ma
,磁场随距离变化的关系:
B
∝
。(3分)
举一反三
如图所示,直线
MN
与水平线夹角为60
o
,其右侧有一垂直纸面向外的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为
B
;直线
PQ
垂直
MN
,且
PQ
与
MQ
包围的空间有一匀强电场,电场方向平行于
PQ
。
有一质量为
m
、电荷量为
+q
的带电粒子在纸面内以
v
0
的水平初速度从
A
点飞入磁
场,粒子进入磁场
t
0
(
t
0
未知)时间后立即撤除磁场,之
后粒子垂直
MQ
边界从
C
点(图中未画出)飞入电场;
随后粒子再次通过
C
点。粒子在以上整个过程中所用总
时间恰为此带电粒子在磁场中运动一周所需的时间,粒
子所受的重力不计。试求:
(1)粒子在磁场中运动的时间
t
0
;
(2)匀强电场场强
E
的大小。
题型:不详
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)如图所示,
AB
为一水平放置的绝缘平板,虚线
L
右边存在着垂直纸面向里的匀强磁场B。从
t
=0时刻起再在虚线
L
右边加一水平向左的电场,电场强度
E
随时间
t
的变化规律是
E
=
Kt
。平板上有一质量为
m
、带电量为
q
的物体。物体与平板的动摩擦因素为
μ
。某时刻以速度
从虚线左边进入磁场,进入磁场后正好作匀加速运动。(不考虑电场变化对磁场的影响)
(1)物体带何种电荷?
(2)物体运动的加速度
a
是多大?
(3)物体刚进入磁场时电场强度是多大?
题型:不详
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如图所示,电源电动势
E
=3V,内阻
r
=2Ω。半径
R
=0.1m的圆形区域内有匀强磁场垂直纸面向外,磁感应强度
B
=0.1T。竖直平行正对放置的两金属板连在可调电路中,
S
1
、
S
2
为
A
、
K
板上的两个小孔,且与
O
在同一水平直线上。今有一荷质比为1.0×10
4
C/㎏、带正电的粒子由
S
1
进入电场,当滑动变阻器
R
0
的滑片
P
位于滑动变阻器的中点时,粒子垂直打在水平放置的荧光屏
DQ
的
M
点。不计粒子的重力及粒子进入电场的速度,求此时电源的输出功率及带电粒子打在
M
点时的速度。
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如图所示,光滑绝缘的水平面上方,左边有垂直纸面向里的匀强磁场,右边有竖直向上的匀强电场。质量为
m
、带电量为
q
(正电)的小球
a
,以水平向右的初速度
v
沿水平面进入匀强磁场和匀强电场,恰好都不脱离水平面。在匀强电场中用绝缘细线悬挂一个质量也为
m
的不带电的小球
b
(可视为质点),小球处于静止且对水平面无压力。小球
a
进入匀强电场后与小球
b
正碰并粘在一起,恰好能绕悬挂点
O
在匀强电场中做竖直面内的圆周运动。若重力加速度为
g
,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度
B
;
(2)匀强电场的电场强度
E
;
(3)绝缘细线的长度
l
。
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在图中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场.一个带电粒子(不计重力)恰好能沿直线
MN
从左至右通过这一区域.那么匀强磁场和匀强电场的方向可能为下列哪种情况( )
A.匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸面向外
B.匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸面向里
C.匀强磁场方向垂直于纸面向里,匀强电场方向竖直向上
D.匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右
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