（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触。磁场的磁感应强度为B。
a. 请根据法拉第电磁感应定律
，推导金属棒MN中的感应电动势E；
b. 在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E。
（2）为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程，现构建如下情景：如图2所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，一内壁光滑长为l的绝缘细管MN，沿纸面以速度v向右做匀速运动。在管的N端固定一个电量为q的带正电小球（可看做质点）。某时刻将小球释放，小球将会沿管运动。已知磁感应强度大小为B，小球的重力可忽略。在小球沿管从N运动到M的过程中，求小球所受各力分别对小球做的功。
（1）见解析 （2）洛伦兹力做功为0，管的支持力做功
解析试题分析：（1）
如图1所示，在一小段时间Dt内，金属棒MN的位移
（2分）
这个过程中线框的面积的变化量
（1分）
穿过闭合电路的磁通量的变化量
（1分）
根据法拉第电磁感应定律 （1分）
解得 
（1分）
如图2所示，棒向右运动时，电子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛伦兹力
，f即非静电力（2分）
在f的作用下，电子从M移动到N的过程中，非静电力做功
（2分）
根据电动势定义 
（1分）
解得 （1分）
（2）小球随管向右运动的同时还沿管向上运动，其速度如图3所示。小球所受洛伦兹力f合如图4所示。将f合正交分解如图5所示。 （2分）
小球除受到洛伦兹力f合外，还受到管对它向右的支持力F，如图6所示。
洛伦兹力f合不做功 
（2分）
沿管方向，洛伦兹力f做正功 
垂直管方向，洛伦兹力
是变力，做负功 
（2分）
由于小球在水平方向做匀速运动，则 
（1分）
因此，管的支持力F对小球做正功 （1分）
说明：用其它方法计算管的支持力F对小球所做功，只要过程、结果正确，可得4分。
考点：电磁感应定律 洛伦兹力 静电力做功
阅读快车系列答案科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L=2.0m。若将电荷量均为q=+2.0×10-6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。求：
（1）两点电荷间的库仑力大小；
（2）C点的电场强度的大小和方向。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（18分）如图所示，两平行金属板A、B长l＝8cm，两板间距离d＝8cm，B板比A板电势高300V，即UBA＝300V.一带正电的粒子电量q＝10-10C，质量m＝10-20kg，从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2×106m/s，粒子飞出平行板电场后经过无场区域后，进入界面为MN、PQ间匀强磁场区域，从磁场的PQ边界出来后刚好打在中心线上离PQ边界4L/3处的S点上.已知MN边界与平行板的右端相距为L，两界面MN、PQ相距为L，且L＝12cm.求（粒子重力不计）
（1）粒子射出平行板时的速度大小v；
（2）粒子进入界面MN时偏离中心线RO的距离多远？
（3）画出粒子运动的轨迹，并求匀强磁场的磁感应强度B的大小.
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（18分）某学习小组为了研究影响带电粒子在磁场中偏转的因素，制作了一个自动控制装置，如图所示，滑片P可在R2上滑动，在以O为圆心，半径为R=10
cm的圆形区域内，有一个方向垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.10T。竖直平行放置的两金属板A、K相距为d，连接在电路中，电源电动势E=91V，内阻r=1.0Ω，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω，S1、S2为A、K板上的两个小孔，且S1、S2跟O在竖直极板的同一直线上，OS2=2R，另有一水平放置的足够长的荧光屏D，O点跟荧光屏D点之间的距离为H。比荷为2.0×105C/kg的离子流由S1进入电场后，通过S2向磁场中心射去，通过磁场后落到荧光屏D上。离子进入电场的初速度、重力、离子之间的作用力均可忽略不计。问：
（1）判断离子的电性，并分段描述离子自S1到荧光屏D的运动情况？
（2）如果离子恰好垂直打在荧光屏上的N点，电压表的示数多大？
（3）电压表的最小示数是多少？要使离子打在荧光屏N点的右侧，可以采取哪些方法？
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图所示，带负电的小球静止在水平放置的两平行金属板间，距下板h＝0.8 m.两板间的电势差为300 V，如果两板间电势差减小到60 V，则带电小球运动到极板上需多长时间？(取g＝10 m/s2)
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(12分)如图所示，AB、CD两金属板间形成一匀强电场(板的边缘电场不考虑)，板长为L，电场强度为E。一质量为m，电荷量为+q的粒子（不计重力）沿两板的中间线OO′从AC中点O处以初速度v0射入匀强电场，粒子恰好能从极板边缘上的D点射出匀强电场。求：
（1）小球在匀强电场中的运动时间；
（2）两板间距离d；
（3）若要使粒子打在CD板的正中央P点，现调节粒子的入射速度大小变为v′，方向不变, v′与v0的比值为多少？
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(11分） 如图所示，一个质量为 m＝2.0×10-11 kg，电荷量 q＝＋1.0×10-5 C 的带电微粒(重力忽略不计)，从静止开始经 U1＝100 V 电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压 U2＝100 V．金属板长L＝20 cm，两板间距d＝10cm.
求：(1)微粒进入偏转电场时的速度 v0 大小；
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ.
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实验表明，炽热的金属丝可以发射电子．如图所示，设射出的电子速度为零，经加速电压U1加速后进入偏转电场．偏转电极长L1，相距d, 竖直放置的荧光屏距金属板右端为L2.若在偏转电极间加电压U2时，光点偏离中线，打在荧光屏的P点。已知，电子的质量是m，电量为e ,电子重力不计。求:
(1)电子离开加速电场时的速度．
(2)电子离开偏转电场时偏转角的正切值．
(3) 荧光屏上op距离.
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的负电荷，所受电场力大小为
，方向水平向左。则P点的电场强度E = N/C，方向 。