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(9分)如图甲所示,相距为L的两平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上,处于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,导轨足够长且电阻不计.两根相同的金属棒c和d与导轨垂直放置,它们的质量均为m,电阻均为R,间距为s0,与导轨间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.在t=0时刻,对c棒施加一水平向右的力,使其从静止开始做匀加速直线运动.在t0时刻,d棒开始运动,此后保持水平力不变,由速度传感器测得两金属棒的v-t图象如图乙所示,从t1时刻开始两金属棒以相同的加速度做匀加速直线运动,此时两金属棒的间距为s,试求:

(1)在0至t1时间内通过金属棒c的电荷量;
(2)t0时刻回路的电功率和金属棒c的速度大小;
(3)t1时刻两金属棒的加速度大小.
(1)  (2)  (3)

试题分析:(1)在0至t1这段时间内I=
又I=
解得:q=
(2)设在t0时刻回路的瞬时感应电流为I,则对金属棒d由平衡条件得:BIL=μmg
t0时刻回路的电功率P=I2·2R
解得:P=
由欧姆定律得:I=
解得
(3)设在t0时刻,水平外力为F0,金属棒c的加速度为a0,由牛顿第二定律得:F0-μmg-BIL=ma0
而a0
从t1时刻起,对两金属棒组成的系统,由牛顿第二定律有F0-2μmg=2ma
解得:a=
点评:解决本题的关键会根据牛顿第二定律求加速度,以及结合运动学能够分析出金属棒的运动情况,
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,空间存在竖直向上方向的匀强电场,E=2.0×102N/C,水平方向存在向外的匀强磁场,B=T,在A处有一个质量为0.3Kg的小球,所带电量为q=﹢2.0×10-2C。用长为L=6m的不可伸长的绝缘细线与固定点O连接,AO与电场线垂直处于水平状态,取g="10" m/s2,现让该小球在A处静止释放。

求:(1)小球第一次到达O点正上方时的速度大小和细线的拉力。
(2)若撤去磁场且电场方向转到水平向左,小球仍从A处静止释放,求小球第一次到达O点正下方时增加的机械能△E和速度的大小。(结果可保留根号)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图,在3、4象限有垂直纸面向外的匀强磁场,在1、2象限有竖直向下的匀强电场。现从y轴上的P点(其坐标为(0,a))水平向右发射一质量为m,电量为q,速度为V0的带电粒子(不计重力).它与+x方向成45°角进入第4象限。

(1)电场强度的大小?
(2)若有一长略大于3a的绝缘弹性板放在x轴上,且中点与坐标原点重合,问磁感应强度多少时,粒子与薄板弹性碰撞后(即碰撞前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变,方向相反)可再次从第2象限直接回到P点?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(8分)竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如图所示的匀强磁场中,B=1.1T,管道半径R=0.8m,其直径POQ在竖直线上,在管口P处以2m/s的速度水平射入一个带电小球,可把它视为质点,其电荷量为lO-4C(g=lOm/s2),试求:

(1)小球滑到Q处的速度为多大?
(2)若小球从Q处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,小球的质量为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒悬停在空间范围足够大的匀强电场中,电场强度大小为E1.在t=0时刻,电场强度突然增加到E2=4.0×103N/C,场强方向保持不变.到t=0.20s时刻再把电场方向改为水平向右,场强大小保持不变.取g=10m/s2.求:
(1)原来电场强度E1的大小?
(2)t=0.20s时刻带电微粒的速度大小?
(3)带电微粒运动速度水平向右时刻的动能?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(9分)如图所示,AB为竖直墙壁,A点和P点在同一水平面上。空间存在着竖直方向的匀强电场。将一带电小球从P点以速度向A抛出,结果打在墙上的C处。若撤去电场,将小球从P点以初速v/2向A抛出,也正好打在墙上的C点。求:

(1)第一次抛出后小球所受电场力和重力之比
(2)小球两次到达C点时速度之比

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,在水平正交的匀强电场和匀强磁场区域内,有一个带电小球A,已知电场强度为E,磁感应强度为B,小球在复合场区域中受到的电场力大小恰与它的重力大小相等,要使小球在电磁场中匀速运动,则小球的速度大小等于________,方向为____________.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

空间存在如图所示的匀强电场E和匀强磁场B.下面关于带电粒子在其中运动情况的判断,正确的是(   )

A.若不计重力,粒子做匀速运动
的方向可沿y轴正方向,也可沿y轴负方向
B.若不计重力,粒子可沿x轴正方向做匀加速直线运动
C.若重力不能忽略,粒子不可能做匀速直线运动
D.若重力不能忽略,粒子仍可能做匀速直线运动

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同步练习册答案