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(10分)如图1所示. 一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1.0W;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下. 现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图2所示. 求杆的质量m的加速度a .

 

 

 

【答案】

a=10m/s2

【解析】

试题分析:导体杆在轨道上做匀加速直线运动,用u表示其速度,t表示时间,则有u=at

杆切割磁力线,将产生感应电动热,e =Blu

在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流

杆受到的安培力的f=Ibl

根据牛顿第二定律,有F-f=ma

联立以上各式,得

由图线上取两点代入⑥式,可解得a=10m/s,m=0.1kg

考点:考查了导体切割磁感线类型

点评:解答这类问题的关键是正确分析安培力的大小与方向,然后根据导体棒所处状态列方程求解.

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学在“研究平抛物体的运动”的实验中采用光敏电阻和激光源代替频闪照相机,实验装置如图甲所示.该装置的激光源发射出细激光束水平照射到光敏电阻上.当有小球挡住激光时,光敏电阻的阻值会发生明显变化.从导轨末端开始在竖直平板上每隔相等的距离H安装一对激光源和光敏电阻,所有光敏电阻串联后接到自动记录仪,自动记录仪能显示光敏电阻总阻值R随时间t变化的图象,当小球滑离轨道末端时开始记录,仪器显示图象如图乙所示(△t<<t).
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问:(1)在该实验中应选择小球
 

A.直径为0.5cm的塑料球        B.直径为2cm的塑料球
C.直径为0.5cm的铅球           D.直径为2cm的铅球
(2)若小球的直径为d,结合图乙中的数据写出加速度a及H的表达式:a=
 
 H=
 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,在真空中,虚线所围的圆形区域内存在范围足够大的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.在磁场右侧有一对平行板M和N,两板间距离为6L0,板长为12L0,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上且O1恰在磁场边缘.给M、N板上加上如图乙所示的电压,电压大小恒为U0,周期大小可调.在t=0时刻,有一电荷量为q、质量为m的带电粒子,从M、N板右侧沿板的中心以大小为v的速度向左射入M、N之间,粒子刚好以平行于M、N板的速度穿出电场.(不计粒子重力)

(1)求周期T应该满足的条件
(2)若粒子恰好从金属板的左边缘沿平行板的速度离开电场,进入磁场后又能平行于M、N极板返回电场,求磁场磁感应强度B的大小.

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如图甲所示,在真空中,虚线所围的圆形区域内存在范围足够大的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。在磁场右侧有一对平行板M和N,两板间距离为6L0,板长为12L0,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上且O1恰在磁场边缘。给M、N板上加上如图乙所示的电压,电压大小恒为U0,周期大小可调。在t=0时刻,有一电荷量为q、质量为m的带电粒子,从M、N板右侧沿板的中心以大小为v的速度向左射入M、N之间,粒子刚好以平行于M、N板的速度穿出电场。(不计粒子重力)
(1)求周期T应该满足的条件;
(2)若粒子恰好从金属板的左边缘沿平行板的速度离开电场,进入磁场后又能平行于M、N极板返回电场,求磁场磁感应强度B的大小。

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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=0.20m,电阻R=1.0Ω,有一导体棒静止地放在轨道上,与两轨道垂直,棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向下,现用一水平力F沿轨道方向拉棒,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系图像如图乙所示,求棒的质量m和加速度a。

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某同学在“研究平抛物体的运动”的实验中采用光敏电阻和激光源代替频闪照相机,实验装置如图甲所示.该装置的激光源发射出细激光束水平照射到光敏电阻上.当有小球挡住激光时,光敏电阻的阻值会发生明显变化.从导轨末端开始在竖直平板上每隔相等的距离H安装一对激光源和光敏电阻,所有光敏电阻串联后接到自动记录仪,自动记录仪能显示光敏电阻总阻值R随时间t变化的图象,当小球滑离轨道末端时开始记录,仪器显示图象如图乙所示(△t<<t).

问:(1)在该实验中应选择小球______
A.直径为0.5cm的塑料球        B.直径为2cm的塑料球
C.直径为0.5cm的铅球           D.直径为2cm的铅球
(2)若小球的直径为d,结合图乙中的数据写出加速度a及H的表达式:a=______

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