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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.现给导体棒沿导轨向上的初速度v0,经时间t0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.

小题1:mv02
小题2:a1 = 3gsinθ
小题3:(v02-gv0t0sinθ)/2g
⑴据能量守恒,得 △E = mv02 -m(2= mv02      
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)=ma1      
由欧姆定律,得I=   E=BLv0
由上述三式,得a1 =" " gsinθ +
∵棒到达底端前已经做匀速运动∴mgsinθ=
代入,得a1 = 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+B2L2v△t/mR)
其中,v△t = △s
在上升的全过程中
∑△v = -(gsinθ∑△t+B2L2∑△s/mR)
即          0-v0= -(t0gsinθ+B2L2S/mR)
∵H="S·sinθ      " 且mgsinθ=
∴  H =(v02-gv0t0sinθ)/2g 
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

.(6分)如图(甲)所示,一带电粒子以水平速度v0先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域,已知电场方向竖直向下,两个区域的宽度相同且紧邻在一起,在带电粒子穿过电场和磁场的过程中(其所受重力忽略不计),电场和磁场对粒子所做的功为W1;若把电场和磁场正交重叠,如图(乙)所示,粒子仍以初速度v0穿过重叠场区,在带电粒子穿过电场和磁场的过程中,电场和磁场对粒子所做的总功为W2,比较W1和W2,则W1________W2(填“>”、“<”或“等于”).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,有一磁感应强度为B,方向竖直向上的匀强磁场,一束电子流以初速度v从水平方向射入,为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,这个电场的场强大小和方向是(  )
A.B/v,竖直向上B.B/v,水平向左
C.Bv,垂直纸面向里D.Bv,垂直纸面向外

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图所示,一群(不计重力)质量为m,电量为q的带正电的粒子从左侧小孔进入电场强度为E,磁感应强度为B的速度选择器(方向如图所示)后,紧接着从右侧小孔进入垂直于纸面向外的两个匀强磁场区域,其磁感应强度分别为B和2B,从磁场Ⅰ的边界MN上的a点进入磁场Ⅰ,经过时间穿过磁场Ⅰ后进入右边磁场Ⅱ并按某一路径再返回到磁场Ⅰ的边界MN上的某一点b(图中末画出),(途中虚线为磁场区域的分界面)求:

(1)带电粒子进入磁场时的速度;
(2)中间场区的宽度d;
(3)粒子从a点到b点所经历的时间tab
(4)入射点a到出射点b的距离;

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1E的大小为1.5×103V/m,Bl大小为0.5T;第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=2×l0-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域。一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出。M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计粒子重力,g取10m/s2。则求:

小题1:微粒运动速度v的大小;
小题2:匀强磁场B2的大小;
小题3:B2磁场区域的最小面积。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(供选学物理3-1的考生做)(8分)在真空中有如图12所示的坐标系,坐标系中y>0的区域有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为By<0区域有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E。一质量为m,电荷量为-qq>0)的粒子从坐标原点O以初速度v0沿着y轴正方向射出。求:(1)粒子被射出后第一次通过x轴时,其与O的距离;(2)从粒子被射出到其第三次通过x轴的时间。(重力可忽略不计)。  

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

将一电量为q=210-6 C的点电荷从无穷远移至电场中某点,电场力做功为410-5 J,求A点的电势                

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,坐标平面第I象限内存在大小为E=4×105N/C、方向水平向左的匀强电场,在第II象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质荷比为4×10-10N/C的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v0=2×107m/s垂直x轴射入电场,OA=0.2m,不计重力。求:
小题1:粒子经过y轴时的位置到原点O的距离;
小题2:若要求粒子不能进入第三象限,求磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况。)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

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B1的大小;
小题2:若区域Ⅱ内磁感应强度B2的大小是B1的整数倍,当粒子再次回到y轴时坐标可能值为多少?

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