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如图所示,ABCD是足够长的平行光滑导轨,其间距为l,导轨平面与水平面的夹角为θ。整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,AC端连有电阻值为R的电阻。若将一质量M,垂直于导轨的金属棒EF在距BDs处由静止释放,在EF棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。今用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推至距BDs处,突然撤去恒力F,棒EF先向上运动,最后又回到BD端。(金属棒、导轨的电阻均不计)求:

(1)EF棒下滑过程中的最大速度;
(2)请描述EF棒自撤去外力F又回到BD端整个过程的运动情况,并计算有多少电能转化成了内能?
(1)(2)Fs-M2  

试题分析:(1)受力如图,安培力:F=BIl=B

根据牛顿第二定律:a= 
a=0时速度达到最大值vm.有:Mgsinθ-B2l2vm/R="0"
vm= 
(2)棒先减速至零,然后从静止下滑,在滑回BD之前已达最大速度vm开始匀速 
此过程中,设转化成的内能为ΔE.   根据能量守恒定律:Fs-ΔE=Mvm2
得ΔE=Fs-M2  
点评:本题考查了经典的传送带问题,要通过匀变速规律判断出相对运动的位移,通过能量守恒定律列式求解。
练习册系列答案
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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的环带+q电荷,套在足够长的绝缘杆上,动摩擦因数为µ,杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中,杆与水平电场夹角为θ,若环能从静止开始下滑,则以下说法正确的是(     )
A.环在下滑过程中,加速度不断减小,最后为零
B.环在下滑过程中,加速度先增大后减小,最后为零
C.环在下滑过程中,速度不断增大,最后匀速
D.环在下滑过程中,速度先增大后减小,最后为零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨,相距=50cm。导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。一根电阻r=0.1Ω的金属棒ab可紧贴导轨左右运动。两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接,图中跨接在两导轨间的电阻R=0.4Ω,其余电阻忽略不计。已知当金属棒ab不动时,质量m=10g、带电量的小球以某一速度沿金属板A和C的中线射入板间,恰能射出金属板(g取10m/s2)。求:

(1)小球的速度
(2)若使小球在金属板间不偏转,则金属棒ab的速度大小和方向如何;
(3)若要使小球能从金属板间射出,求金属棒ab速度大小的范围.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

一个带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动.则该带电微粒必然带_______,旋转方向为_______.若已知圆半径为r,电场强度为E,磁感应强度为B,则线速度为_______.
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理。某一水平面内有一直角坐标系xOy平面,x=0和x=L=10cm的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场E1=1.0×104V/m,x=L和x=3L的区间内有一沿y轴负方向的有理想边界的匀强电场E2=1.0×104V/m,一电子(为了计算简单,比荷取为:)从直角坐标系xOy平面内的坐标原点O以很小的速度进入匀强电场E1,计算时不计此速度且只考试xOy平面内的运动。求:

(1)电子从O点进入到离开x=3L处的电场所需的时间;
(2)电子离开x=3L处的电场时的y坐标;
(3)电子度开x=3L处的电场时的速度大小和方向。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,圆柱桶的一个横截面在xOy平面内,与x轴相切于坐标原点O,圆心为,半径为,在与y轴成=角的直径两端开有小孔。现在桶内加匀强磁场,磁感应强度为,方向平行于轴线向外,该装置就是一个离子速度选择器。离子束以某一入射角从孔射入,取值不同,就有不同速率的离子从孔射出。x轴下方存在方向沿x轴正向的匀强电场,其右边界上放置一个与y轴平行、间距为的挡板,板上开有小孔(与共线),紧靠孔处安放一离子探测器。当离子源S以入射角对准孔发射某种正离子,电场场强大小为时,探测器检测到有离子射入。不计离子重力和离子间的作用,打在桶壁和挡板上的离子不再反弹。试求:

(1)射入探测器上的离子的比荷(电荷量与质量之比);
(2)射入探测器上的离子在磁场和电场中运动的时间之比。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,真空中存在重力场及相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一带电液滴在此复合场空间中可能有不同的运动状态。下列关于带电液滴的电性和运动状态的说法中正确的是
A.如果带正电,液滴可能处于静止状态
B.如果带负电,液滴可能做匀速直线运动
C.如果带正电,液滴可能做匀速直线运动
D.如果带负电,液滴可能做匀速圆周运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分) 一质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v从O点沿y轴正方向射入一个磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为30°,同时进入场强为E、方向沿与x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中,通过了b点正下方的c点,如图所示,粒子的重力不计,试求:

(1)圆形匀强磁场区域的最小面积;
(2)c点到b点的距离。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,实线表示在竖直平面内匀强电场的电场线,电场线与水平方向成α角,水平方向的匀强磁场垂直纸面向里,有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动,l与水平方向成β角,且α>β,不计空气阻力,则下列说法中正确的是(  )
A.液滴可能做匀减速直线运动B.液滴可能带负电
C.电场线方向一定斜向下D.液滴一定做匀速直线运动

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