Question

如图所示，P、Q为相距L＝0.3 m平行光滑的金属导轨，其电阻忽略不计，MN为电阻R₁＝0.3W 的金属棒，它可紧贴平行导轨运动且与导轨接触良好．相距d＝0.3 m的水平放置的金属板A、C与导轨相连．图中定值电阻R＝0.1W ．整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，当MN棒以速率v＝2.0 m/s向右匀速运动时，一带电粒子刚好也能以速率v＝2.0 m/s在A、C两板间做圆周运动．试求：

(1)粒子做圆周运动的轨道半径r．

(2)若匀强磁场的磁感应强度B＝2.0 T，则为使MN棒做上述运动，作用在MN上的水平拉力F应为多大？

Answer 1

答案：
解析：

设计意图：本题考查了带电粒子在重力场、电场与磁场组成的复合场中的运动，同时也考查了学生的分析综合能力． 解析：(1)因为带电粒子做匀速圆周运动，则必须有重力mg与电场力q平衡，即 mg＝q                                                                                                                ① 据洛伦兹力提供向心力，有 qvB＝m                                                                                                             ② 而金属板两端的电压U等于定值电阻R两端的电压，即 U＝                                                                              ③ 联立以上各式解得 r＝10 cm (2)水平拉力F＝BIL＝＝1.8 N 答案：(1)r＝10 cm　(2)F＝1.8 N