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如图所示,水平面上有两根光滑金属导轨平行固定放置,导轨的电阻不计,间距为l =" O.5" m,左端通过导线与阻值R =3Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值为RL=6Ω的小灯泡L连接,在CDEF矩形区域内有竖直向上,磁感应强度B = O.2T的匀强磁场。一根阻值r =O.5Ω、质量m = O.2kg的金属棒在恒力F ="2" N的作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动,经过t ="1" s刚好进入磁场区域。求金属棒刚进入磁场时:

小题1:金属棒切割磁场产生的电动势;
小题2:小灯泡两端的电压和金属棒受安培力。

小题1:1V
小题2:0. 8V    0.04N
(1)0~1s棒只受拉力,由牛顿第二定律F=ma
可得金属棒进入磁场前的加速度        (1分)
设其刚要进入磁场时速度为v,由v=at=10m/s                 (1分)
金属棒进入磁场时切割磁感线,感应电动势E=Blv=0.2×0.5×10V=1V(2分)
(2) 小灯泡与电阻R并联,
通过金属棒的电流大小       (2分)
小灯泡两端的电压U=EIr=1-0.4×0.5="0." 8V            (1分)
金属棒受到的安培力大小 FA=BIl=0.2×0. 4×0.5N="0.04N   " (2分)
由左手定则可判断安培力方向水平向左                   (1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

如图所示在平面直角坐标系xOy中,,第Ⅰ、II象限存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,第III、Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上距原点O为d的P点以速度v0垂直于y轴射入第Ⅰ象限的电场,经x轴射入磁场,已知.不计粒子重力,求:

(1)粒子在磁场中运动的半径,画出带电粒子运动的轨迹。
(2)从粒子射入电场开始,求粒子经过x轴时间的可能值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(11分)(2009·安徽省六校联考)如图所示,为某种新型设备内部电、磁场分布情况图.自上而下分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域.区域Ⅰ宽度为d1,分布有沿纸面向下的匀强电场E1;区域Ⅱ宽度为d2,分布有垂直纸面向里的匀强磁场B1;宽度可调的区域Ⅲ中分布有沿纸面向下的匀强电场E2和垂直纸面向里的匀强磁场B2.现在有一群质量和带电荷量均不同的带正电粒子从区域Ⅰ上边缘的注入孔A点被注入,从静止开始运动,然后相继进入Ⅱ、Ⅲ两个区域,满足一定条件的粒子将回到区域Ⅰ,其他粒子则从区域Ⅲ飞出.三区域都足够长,粒子的重力不计.
已知能飞回区域Ⅰ的带电粒子的质量为m=6.4×10-27kg,带电荷量为q=3.2×10-19C,且d1=10cm,d2=5cm,d3>10cm,E1=E2=40V/m,B1=4×10-3T,B2=2×10-3T.

试求:
(1)该带电粒子离开区域Ⅰ时的速度.
(2)该带电粒子离开区域Ⅱ时的速度.
(3)该带电粒子第一次回到区域Ⅰ的上边缘时离开A点的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,水平放置的平行金属板a、b板长为L,板间距离为d。两板间所加电压变化情况如图2如示(U0已知)。两板间所加磁场的磁感应强度变化情况如图3所示(设磁感应强度方向垂直纸面向里为正,B0已知)。现有一质量为m,电荷量为q的带正电粒子,在t=0时刻沿平行金属板中轴线MN以某一初速度水平射入两板间,不计粒子重力。求:


小题1:若在电场和磁场同时存在时(即0—t1时间内),粒子能沿直线MN运动,求粒子运动速度的大小。
小题2:若粒子能第二次通过中轴线中点P,且速度方向是竖直向下的,求电场和磁场同时存在的时间t1(粒子在此前运动过程中未与极板相碰)。
小题3:求在(2)中只有磁场存在的时间t2-t1的可能值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O以速度v0向右射去,从右端中心a下方的b点以速度v1射出;若增大磁感应强度B,该粒子将打到a点上方的c点,且有ac=ab,则该粒子从c点射出时的速度为­___    __。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取空间直角坐标系Oxyz(x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上),匀强磁场方向与xOy平面平行,且与x轴的夹角为530,已知重力加速度为g。
小题1:当电场方向与磁场方向相同时,一电荷量为+q质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向的速度做匀速直线运动,求电场强度E的大小及对应的磁感应强度B的大小;
小题2:当一电荷量为-q质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向以速度通过y轴上的点P(0,0.72h,0)时,改变电场强度大小和方向,同时也改变磁感应强度的大小,使带电质点做匀速圆周运动且能够经过x轴,问电场强度和磁感应强度的大小满足什么条件?
小题3:在满足(1)的条件下,当带电质点通过y轴上的点P(0,0.72h,0)时,撤去匀强磁场,求带电质点落在xOz平面内的位置坐标。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

真空中有一长是宽2倍的矩形区域PMNQ,该区域中有正交的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子(不计重力)从左侧PQ边中点O垂直于电场和磁场的方向射入,恰能沿直线从MN边的中点射出,电场和磁场的方向如图所示。现只撤去磁场,粒子恰从N点射出;若只撤去电场,则此粒子将      (   )
A.从P、M之间的某点射出B.从P点射出
C.从M、之间的某点射出D.从M点射出

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子(重力不计) 从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动,则该粒子
A.一定带正电
B.速度v=
C.若速度v,粒子一定不能从板间射出
D.若此粒子从右端沿虚线方向进入,仍做直线运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,竖直绝缘杆处于彼此垂直,大小分别为E和B的匀强电磁场中,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向外,一个质量为m,带正电为q的小球从静止开始沿杆下滑,且与杆的动摩擦因数为μ,问:
⑴小球速度多大时,小球加速度最大?是多少?
⑵小球下滑的最大速度是多少?

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