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如图所示,一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈,从h1=5m的高处由静止开始下落,然后进入匀强磁场,当下边进入磁场时,由于磁场力的作用,线圈正好作匀速运动。

(1)求匀强磁场的磁感应强度B
(2)如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.15s,求磁场区域的高度h2.
(3)求线圈的下边刚离开磁场的瞬间,线圈的加速度的大小和方向。
(4)从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内,在线圈中产生的焦耳热是多少?
(1)B=0.4T  (2) (3) ,方向向上(4)Q=mgL=0.08J
(1)设线圈刚进入磁场时的速度为v0,则据机械能守恒定律可得:
  (2分)
根据平衡条件可得(2分) ,解得B=0.4T   (1分)
(2)因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动,用时t0=0.05s,   (1分)
所以线圈做加速运动的时间t1=0.1s, (2分)
(3) 线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度V=v0+gt1=11m/s;  (2分)
线圈的加速度的大小 ,方向向上。(3分)
(4)Q=mgL=0.08J     (3分)
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,在边界MN左侧存在斜方向的匀强电场E1,在MN的右侧有竖直向上、场强大小为E2=0.4N/C的匀强电场,还有垂直纸面向内的匀强磁场B(图甲中未画出)和水平向右的匀强电场E3(图甲中未画出),B和E3随时间变化的情况如图乙所示,P1P2为距MN边界2.28m的竖直墙壁,现有一带正电微粒质量为4×10-7kg,电量为1×10-5C,从左侧电场中距MN边界m的A处无初速释放后,沿直线以1m/s速度垂直MN边界进入右侧场区,设进入右侧场时刻t=0, 取g =10m/s2.求:
(1)MN左侧匀强电场的电场强度E1的大小及方向。(sin37º=0.6);
(2)带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度的大小及方向;
(3)带电微粒在MN右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞?(≈0.19)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(20分)如图所示,在坐标系xOy所在平面内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标O1a , 0),圆内分布有垂直xOy平面的匀强磁场。在坐标原点O处有一个放射源,放射源开口的张角为90°,x轴为它的角平分线。带电粒子可以从放射源开口处在纸面内朝各个方向射出,其速率v、质量m、电荷量+q均相同。其中沿x轴正方向射出的粒子恰好从O1点的正上方的P点射出。不计带电粒子的重力,且不计带电粒子间的相互作用。
(1)求圆形区域内磁感应强度的大小和方向;
(2)a.判断沿什么方向射入磁场的带电粒子运动的时间最长,并求最长时间;
b.若在ya的区域内加一沿y轴负方向的匀强电场,放射源射出的所有带电粒子运动过程中将在某一点会聚,若在该点放一回收器可将放射源射出的带电粒子全部收回,分析并说明回收器所放的位置。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图下图所示,坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强
磁场,y轴为两种场的分界面,图中虚线为磁场区的右边界。现有一质量为m.电量为-q的
带电粒子,从电场中的P点以初速度V0沿x轴正方向开始运动,已知P点的坐标为
(-L,0)且,试求:
(1)带电粒子运动到Y轴上时的速度
(2)要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回到电场中,磁场的宽度最大为多少(不计带电粒子的重力)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,带电平行金属板相互正对水平放置,两板间存在着水平方向的匀强磁场。带电液滴a沿垂直于电场和磁场的方向进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,在它正前方有一个静止在小绝缘支架上不带电的液滴b。带电液滴a与液滴b发生正碰,在极短的时间内复合在一起形成带电液滴c,若不计支架对液滴c沿水平方向的作用力,则液滴离开支架后  (       )
A.液滴一定带正电B.一定做直线运动
C.一定做匀速圆周运动D.一定做匀变速曲线运动

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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,L1和L2为平行线,L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场,AB两点都在L2上.带电粒子从A点以初速v与L2成30°斜向上射出,经过偏转后正好过B点,经过B点时速度方向也斜向上,不计重力,下列说法中正确的是:
A.带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同。
B.若带电粒子在A点时的初速度变大(方向不变),该粒子仍能经过B点。
C.若只将带电粒子的电量增大,其它不变,该粒子一定不能经过B点。
D.带电粒子一定带正电荷。

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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

.如图所示,在坐标系xoy平面内,在x=0和xL之间的区域中分布着垂直纸面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场,磁场的下边界PQx轴负方向成45°,磁感应强度大小为B,电场的上边界为x轴,电场强度大小为E。一束包含着各种速率的比荷为的粒子从Q点垂直y轴射入磁场,一部分粒子通过磁场偏转后从边界PQ射出,进入电场区域,带电粒子重力不计。
(1)求能够从PQ边界射出磁场的粒子的最大速率;
(2)若一粒子恰从PQ的中点射出磁场,求该粒子射出电场时的位置坐标

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同步练习册答案
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