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如图所示,两根足够长、相距为L的金属直角导轨,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。一绝缘细线跨过导轨直角顶点处定滑轮连接两金属细杆ab、cd,杆通过两端金属小圆环垂直套在导轨上,细杆质量均为m、电阻均为R,整个装置处于磁感强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。保持细线拉直后同时无初速释放两细杆,cd杆下降高度h时达到最大速度。 ab杆一直在水平导轨上运动,接触处摩擦及导轨电阻均不计,取重力加速度为g。求:

(1)刚释放时,ab杆的加速度大小;
(2)下滑过程中,cd杆的最大速率;
(3)从开始释放到刚好达到最大速度的过程中整个回路所产生的热量。
(1)  (2)  (3)

试题分析:(1)刚开始运动时,对系统根据牛顿第二定律:得:
(2) ab在运动中切割磁感线产生电动势:      
受安培力:
对系统根据牛顿第二定律:
速率最大时加速度为零:
解得:
(3)对系统利用动能定理:
产生的热量:
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个带正电荷的小球从a点出发水平进入正交垂直的匀强电场和匀强磁场区域,电场方向竖直向上,某时刻小球运动到了b点,则下列说法正确的是
A.从a到b,小球可能做匀速直线运动
B.从a到b,小球可能做匀加速直线运动
C.从a到b,小球动能可能不变
D.从a到b,小球机械能可能不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(19分)如图,在区域I(0≤x≤d)和区域II(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向相反,且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q(q>0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I,其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时,速度方向与x轴正方向的夹角为30°;此时,另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I,其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求

(1)粒子a射入区域I时速度的大小;
(2)当a离开区域II时,a、b两粒子的y坐标之差。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

光滑绝缘水平面上有一个带点质点正在以速度向右运动。如果加一个竖直向下的匀强磁场,经过一段时间后,该质点的速度第一次变为与初始时刻的速度大小相等、方向相反;如果不加匀强磁场而改为加一个沿水平方向的匀强电场,经过相同的一段时间后,该质点的速度也第一次变为与初始时刻的速度大小相等、方向相反,则所加的匀强磁场的磁感应强度和所加的匀强电场的电场强度的比值
A.B.C.D.

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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,在x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为45°且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45°。不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大。求:

⑴C点的坐标;
⑵离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;
⑶离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)在直角坐标系xOy中,第一象限内存在沿y轴负方向的有界电场,其中的两条边界分别与Ox、Oy重合。在第二象限内有垂直纸面向外的有界磁场(图中未画出),磁场边界为矩形,其中的一个边界与y轴重合,磁感应强度的大小为B。一质量为m,电量为q的正离子,从电场中P点以某初速度沿-x方向开始运动,经过坐标(0,L)的Q点时,速度大小为,方向与-y方向成30°,经磁场偏转后能够返回电场,离子重力不计。求:

(1)正离子在P点的初速度;
(2)矩形磁场在x方向的最小宽度;
(3)离子在磁场中运动的最长时间。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

在平面直角坐标系xoy的第一象限内有一圆形匀强磁场区域,半径r=0.1m,磁感应强度B=0.5T,与y轴、x轴分别相切于A、C两点。第四象限内充满平行于x轴的匀强电场,电场强度E=0.3 V/m,如图所示。某带电粒子以vo=20m/s的初速度,自A点沿AO1方向射入磁场,从C点射出(不计重力)。
(1)带粒子的比荷
(2)若该粒子以相同大小的初速度,自A点沿与AO1成30o角的方向斜向上射入磁场,经磁场、电场后射向y轴,求经过y轴时的位置坐标。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场,与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球,小球A从紧靠左极板处由静止开始释放,小球B从两板正中央由静止开始释放,两小球最终都能运动到右极板上的同一位置,则从开始释放到运动至有极板的过程中,下列判断正确的是
A.运动时间
B.电荷量之比
C.机械能增加量之比
D.机械能增加量之比

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质量为m、电荷量为q的微粒,在竖直向下的匀强电场、水平指向纸内的匀强磁场以及重力的共同作用下做匀速圆周运动,下列说法正确的是 (      )
A.该微粒带负电,电荷量q=
B.若该微粒在运动中突然分成荷质比相同的两个粒子,分裂后只要速度不为零且速度方向仍与磁场方向垂直,它们均做匀速圆周运动
C.如果分裂后,它们的荷质比相同,而速率不同,那么它们运动的轨道半径一定不同
D.只要一分裂,不论它们的荷质比如何,它们都不可能再做匀速圆周运动

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