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如图所示,PQ、MN两极板间存在匀强电场,MN极板右侧的长为,宽为的虚线区域内有垂直纸面的匀强磁场B。现有一初速度为零、带电量为q、质量为m的离子(不计重力)从PQ极板出发,经电场加速后,从MN上的小孔A垂直进入磁场区域,并从NF边界上某点垂直于虚线边界射出。求:

(1)匀强磁场的方向;

(2)PQ、MN两极板间电势差U;

(3)若带点粒子能从NF边界射出,则PQ、MN两极板间电势差的范围是多少?

 

 

解:(1)由左手定则可知磁场的方向为垂直纸面向外;(4分)

     (2)由动能定理得:  ①        (2分)

离子进入磁场后,洛仑兹力提供向心力,由几何关系知半径r=L,则: ②(2分)

解得:    (2分)

  (3)当速度最小时恰好从N点射出,此时半径为 ③  (2分)

由①②③知:最小电压       (2分)

当速度最大时恰好从N点射出,此时由几何关系知半径满足:

  ④         (2分)

由①②④知:最大电压   

解析:略

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,PQ和MN为水平放置的平行金属导轨,间距为L=1.0m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30g,悬在空中.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10m/s2.若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动,应该在棒中通入电流方向如何?电流大小的范围是多少?

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如图所示,PQ和MN为水平放置的光滑的平行金属导轨,间距为l=1.0m,导体棒ab垂直跨放在导轨上,棒的质量为m=2kg,棒的中点用细绳经轻滑轮与质量为M=0.2kg的物体相连,物体M放在倾角为θ=30°的固定的斜面上,与M连接的轻绳与斜面平行.整个装置区域存在一个方向与导体棒垂直且与水平面的夹角α=53°斜向左上方的匀强磁场,重力加速度g10m/s2取.若磁感应强度B=0.5T,物块M与斜面之间的动摩擦因素μ=
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,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,要保持导体棒ab静止不动,应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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如图所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1m.PM间接有一个电动势为E=6V,内阻r=1Ω的电源和一只滑动变阻器.导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是(  )

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(1)离子从小孔A射出时速度v0;
(2)离子带正电还是负电?C点离MN板的距离?

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