题目列表(包括答案和解析)
14、(12分)PQ为一根足够长的绝缘细直杆,处于竖直的平面内,与水平夹角为q斜放,空间充满磁感应强度B的匀强磁场,方向水平如图所示。一个质量为m,带有负电荷的小球套在PQ杆上,小球可沿杆滑动,球与杆之间的摩 擦系数为m(m<tgq),小球带电量为q。现将小球由静止开始释 放,试求小球在沿杆下滑过程中:
(1)小球最大加速度为多少?此时小球的速度是多少?
(2)下滑过程中,小球可达到的最大速度为多大?
13.(10分)如图所示,两根平行金属导轨M、N,电阻不计,相距0.2m,上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=均为金属棒ab,ab的电阻为0.5Ω.两金属棒一端通过电阻R和电源相连.电阻R=2Ω,电源电动势E=6V,内源内阻r=0.5Ω,如果在装置所在的区域加一个匀强磁场,使ab对导轨的压力恰好是零,并使ab处于静止.(导轨光滑)求所加磁场磁感强度的大小和方向.
12、一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B= ,射出点的坐标( , ) 。
三。、计算题((本题共3小题,共35分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位。)
11.如图所示,同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相等、方向相反的电流,a、b两点与两导线共面,a点在两导线的中间与两导线的距离均为r,b点在导线2右侧,与导线2的距离也为r.现测得a点磁感应强度的大小为B,则去掉导线1后,b点的磁感应强度大小为 ,方向 .
15、(1)由于油滴做直线运动,且油滴受重力、电场力为恒力,所以洛仑兹力大小方向也是不变的,如图2所示.由于油滴所受洛仑兹力大小方向不变,所以其速度v大小方向不变,应做匀速直线运动;由洛仑兹力的方向可判断该油滴带正电.
(2)由平衡条件:
qvBcosα=mg
qE=mgtanα
(3)M→N,油滴受qE=mgtanα做负功,重力功为零,洛仑兹力不做功.
根据动能定理,有:
附加题、
14、(1)因在电容器的极板间洛仑兹力与电场力大小相等,因此有:电子射出电容器后在磁场中做匀速圆周运动,设圆周半径为R,根据洛仑兹力公式和向心力公式有
要使电子能进入M、N板间,则应满足
解得
(2)电子通过一个电容器的时间
设电子在磁场中做圆周运动的周期为T,则有
电子在磁场中运动半个圆周的时间
电子第一次返回到O点的时间
13.(1)变速运动(或变加速运动、加速度减小的加速运动,加速运动)。
(2)感应电动势① 感应电流② 安培力 ③
由图线可知金属杆受拉力、安增力和阻力作用,匀速时合力为零。
④ ⑤
由图线可以得到直线的斜率k=2,(T) ⑥
(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f,f=2(N) ⑦
若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力,由截距可求得动摩擦因数 ⑧
12.
11.(1)向左偏转(2)不偏转(3)向右偏转(4)向左偏转
15、(12分)如图9所示,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x负方向的匀强电场.一个质量为m、带电量为q的油滴经图中M(-a,0)点(a>0),沿着与水平方向成α角斜向下作直线运动,进入x>0区域,求:
(1)油滴带什么电荷?油滴做匀速直线运动还是匀变速直线运动?请说明理由;
(2)油滴在M点运动速度的大小;
(3)油滴进入x>O区域,若能到达x轴上的N点(在图9中未标出),油滴在N点时速度大小是多少?
附加题、如图甲所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN,PQ是放在同一水平面内的平行长直导轨,其间距L=0.2m,R是连在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量m=0.1㎏的导体棒,从零时刻开始,对ab施加一个大小为F=0.45N,方向水平向左的恒定拉力,使其从静止开始沿导轨运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触,图乙是棒的速度一时间图象,其中AO是图象在O点的切线(切线的斜率即为棒在O点的加速度),AB是图象的渐近线。
(1)除R以外,其余部分的电阻均不计,求R的阻值。
(2)当棒的位移为100m时,其速度已经达到10m/s,求此过程中电阻上产生的热量。
答安:
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