如图所示.方向竖直向下的磁场B1的穿过水平放置的金属圆环.电阻r=1Ω的导体棒Oa连接在圆心O和圆环上.Oa棒绕过圆心O的竖直金属转轴以角速度ω=20rad/s按图中箭头方向匀速转动．固定的电刷P和Q连接在圆环和金属转轴上.通过导线接一对水平放置的平行金属板.两板间的距离和板长均为d=0.5m.定值电阻R=3Ω．在平行金属板间加一垂直纸面向� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图所示，方向竖直向下的磁场B₁的穿过水平放置的金属圆环，电阻r=1Ω的导体棒Oa连接在圆心O和圆环上，Oa棒绕过圆心O的竖直金属转轴以角速度ω=20rad/s按图中箭头方向匀速转动．固定的电刷P和Q连接在圆环和金属转轴上，通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为d=0.5m，定值电阻R=3Ω．在平行金属板间加一垂直纸面向里的匀强磁场B₂=3T，在下极板的右端靠近下板的位置有一质量为m、电量q=-1×10 ^-4C的质点以初速度v水平向左射入两板间，带电质点恰好做匀速圆周运动．其它电阻忽略不计，g取10m/s²．求：

（1）平行金属板间的电场强度E；
（2）若要带电质点能从金属板间射出，则初速度v的取值范围？

【答案】分析：（1）由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，求出感应电动势，由欧姆定律求出平行金属板间的电压U，由E=

求出板间场强．
（2）带电质点恰好做匀速圆周运动，电场力与重力平衡，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律求出速度v与半径r的关系式．若粒子从极板的右边射出，则必满足r≤

；若粒子从极板的左边射出，则必满足r≥d．即可得到速度v的范围．
解答：解：（1）由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，则有

①

②
U=IR ③
由B₁-t图象得

平行金属板间的电场强度

④
解①-④式得 E=30V/m，方向竖直向下．
（2）带电质点恰好做匀速圆周运动，则有
mg=qE ⑤

⑥
解⑤⑥式得

⑦
如图所示，由几何关系可知
（i）若粒子从极板的右边射出，则必满足r≤

；        ⑧
（ii）若粒子从极板的左边射出，则必满足 r≥d     ⑨
联立⑦-⑨式解得   v≤0.25m/s  或  v≥0.5m/s
故若带电质点能从金属板间射出，则初速度v的取值范围v≤0.25m/s 或 v≥0.5m/s．
答：（1）平行金属板间的电场强度E是30V/m；
（2）若带电质点能从金属板间射出，则初速度v的取值范围v≤0.25m/s 或 v≥0.5m/s．
点评：本题是电磁感应与磁场中圆周运动问题的综合，由图读出磁感应强度的变化率，由法拉第电磁感应定律求解感应电动势是关键．

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

（1）平行金属板间的电场强度E；
（2）若要带电质点能从金属板间射出，则初速度v的取值范围？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，方向竖直向下的匀强电场中，一个带负电的小球被绝缘细绳拴着在竖直平面内做圆周运动．则（　　）

A、小球不可能做匀速圆周运动

B、小球运动到最高点绳子的拉力一定最小

C、当小球运动到最高点时电势能最大

D、小球在运动过程中，机械能一定不守恒

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示,在方向竖直向下的匀强电场中,一绝缘轻细线一端固定于O点,另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动。小球的带电量为q，质量为m，绝缘细线长为L，电场的场强为E，若带电小球恰好能通过最高点A，则在A点时小球的速率v₁为多大？小球运动到最低点B时的速率v₂为多大？运动到B点时细线对小球的拉力为多大？