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    (19分)如图甲所示，虚线MN上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，MN下方存在竖直向下的匀强磁场，两处磁场磁感应强度大小相等。相距L=1．5 m的足够长的金属导轨竖直放置，导轨电阻不计。质量为m1=1kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，金属棒的电阻Rab=Rcd=0.9Ω，ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75。现由静止释放cd棒，同时ab棒受方向竖直向上，大小按图乙所示变化的外力F作用而运动，经研究证明ab棒做初速度为零的匀加速运动，g取10m/s2。
    (1)求磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小；
    (2)已知在前2s内外力F做功为40J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；
    (3)求cd棒达到最大速度所需的时间t0。
    (1) B＝1.2T，
    (2)；
    (3)2s
    和ab棒加速度的大小；由动能定理及其相关知识列方程解出两金属棒产生的总焦耳热；运用摩擦定律、安培力、闭合电路欧姆定律、速度公式等列方程求出cd棒达到最大速度所需的时间t0。
    解：（1）（7分）经过时间t，金属棒ab的速率：（1分）
    此时，回路中的感应电流：     （1分）
            （1分）
    对金属棒ab，由牛顿第二定律得： （1分）
    （1分）
    由以上各式整理得：
    在图线上取两点：t1=0，F1=11N；
    t2=2s，F2=14.6N
    代入上式得：  （1分）
    B＝1.2T    （1分）                      
    （2）（6分）在2s末金属棒ab的速率：     （1分）
    所发生的位移：                      （1分）
    由动能定理得：          （2分）   
    （1分）
    联立解得： （1分）
    （3）（6分）cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大，此时有：          （1分）
                  （1分）
                 （1分）
       （1分）
               （1分）
    整理得：（1分）
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图甲所示，图的右侧MN为一竖直放置的荧光屏，O为它的中点，OO′与荧光屏垂直，且长度为l。在MN的左侧空间内存在着方向水平向里的匀强电场，场强大小为E。乙图是从甲图的左边去看荧光屏得到的平面图，在荧光屏上以O为原点建立如图的直角坐标系。一细束质量为m、电量为q的带正电的粒子以相同的初速度v0从O′点沿O′O方向射入电场区域。粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计。

    （1）若再在MN左侧空间加一个匀强磁场，使得荧光屏上的亮点恰好位于原点O处，求这个磁场的磁感强度的大小和方向。
    （2）如果磁感强度的大小保持不变，但把方向变为与电场方向相同，则荧光屏上的亮点位于图中A点处，已知A点的纵坐标 , 求它的横坐标的数值。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d＝50cm，导轨所在的平面与水平面夹角＝37°，导轨上端电阻R＝0.8?，其他电阻不计，导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0．4T。金属棒ab从上端由静止开始下滑，金属棒ab的质量m＝0.1kg。  (sin37°＝0.6，g＝10m/s2)

    (1)求导体棒下滑的最大速度；
    (2)求当速度达到5m/s时导体棒的加速度；

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则(　　)
    A．ef将减速向右运动，但不是匀减速, 最后停止
    B．ef将匀减速向右运动，最后停止
    C．ef将匀速向右运动
    D．ef将往返运动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，带电平行金属板相互正对水平放置，两板间存在着水平方向的匀强磁场。带电液滴a沿垂直于电场和磁场的方向进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，在它正前方有一个静止在小绝缘支架上不带电的液滴b。带电液滴a与液滴b发生正碰，在极短的时间内复合在一起形成带电液滴c，若不计支架对液滴c沿水平方向的作用力，则液滴离开支架后  (       )
    A．液滴一定带正电B．一定做直线运动
    C．一定做匀速圆周运动D．一定做匀变速曲线运动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    (12分)有一个正方体形的匀强磁场和匀强电场区域，它的截面为边长L=0.20m的正方形，其电场强度为，磁感应强度，磁场方向水平且垂直纸面向里，当一束质荷比为的正离子流（其重力和离子间相互作用不计）以一定的速度从电磁场的正方体区域的左侧边界中点射入，如图所示。（计算结果保留两位有效数字）
    （1）要使离子流穿过电场和磁场区域而不发生偏转，电场强度的方向如何？离子流的速度多大？
    （2）在上一问的情况下，在离电场和磁场区域右边界D=0.40m处有与边界平行的平直荧光屏。若只撤去电场，离子流击中屏上a点；若只撤去磁场，离子流击中屏上b点。求ab间距离。（a，b两点图中未画出）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为U＝k，式中的比例系数k称为霍尔系数。

    设电流I是由自由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为v，电荷量为e，回答下列问题：
    小题1:达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”)；
    小题2:电子所受的洛伦兹力的大小为________；
    小题3:当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为________；
    小题4:证明霍尔系数为k＝，其中n代表导体内单位体积中自由电子的个数．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示是等离子体发电机的示意图，平行金属板间的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，两板间距离为0.2m，要使输出电压为220V，则
    （1）确定上极板所带电荷的电性
    （2）求等离子体垂直射入磁场的速度大小

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    2011年9月29日，中国首个空间实验室“天宫一号”在酒泉卫星发射中心成功发射。宇航员可以在“天宫一号”中进行生活甚至进行多项体育活动。假设一名宇航员在空间站内打垒球，但由于“天宫一号”空间有限，须对垒球场进行改造：垒球场上半侧为匀强电场，下半侧为匀强磁场，中间为分界面，电场线与分界面垂直，磁场垂直纸面向里，电场强度为E＝100V/m，宇航员位于电场一侧距分界面为h＝3m的P点，PO垂直于分界面，D位于O点右侧，该宇航员将质量为m＝0.1kg、带电量为q＝－0.05C的垒球从P点以初速度v0＝10m/s平行于界面投出，要让垒球第一次通过界面就击中D点，且能回到P点。不考虑万有引力的影响。求：

    小题1:OD之间的距离d.
    小题2:垒球从抛出到第一次回到P点的时间t.(计算结果保留三位有效数字)  

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