12.如图9-2-26所示.电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m.其间有竖直向下的匀强磁场.磁感应强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg.电阻为r=1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置.并接触良好.用平行于MN的恒力F=1 N向右拉动CD.CD受摩擦阻力f恒为0.5 N.求: (1)CD运动的最大速度是多少? (2)当CD到最大速度后.电阻R消耗的电功率是多少? (3)当CD的速度为最大速度的一半时.CD的加速度是多少? 解析:(1)设CD棒运动速度为v.则:导体棒产生的感应电动势为:E=Bdv① 据闭合电路欧姆定律有:I=② 则安培力为:F0=BdI③ 据题意分析.当v最大时.有:F-F0-Ff=0④ 联立①②③④得:vm==8 m/s.⑤ (2)棒CD速度最大时同理有:Em=Bdvm⑥ Im=⑦ 而PRm=I·R⑧ 联立⑤⑥⑦得:PRm==3 W.⑨ (3)当CD速度为vm时有:E′=Bdvm/2⑩ I=⑪ F′=BId⑫ 据牛顿第二定律有:F-F′-Ff=ma⑬ 联立⑩⑪⑫⑬⑭得:a=2.5 m/s2.⑭ 答案:2.5 m/s2 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图9-3-26所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s=1.15 m,两导轨间距L=0.75 m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5 Ω 的电阻,磁感应强度B=0.8 T的匀强磁场垂直轨道平面向上.阻值r=0.5 Ω,质量m=0.2 kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热Q1=0.1 J.(取g=10 m/s2)求:

(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W

(2)金属棒下滑速度v=2 m/s时的加速度a.

(3)为求金属棒下滑的最大速度vm,有同学解答如下:由动能定理,WWmv,…….由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答.

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如图9-2-26甲所示,空间存在一宽度为2L的有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框,其质量m=1 kg、电阻R=4 Ω,在水平向左的外力F作用下,以初速度v0=4 m/s匀减速进入磁场,线框平面与磁场垂直,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示.以线框右边刚进入磁场时开始计时.

图9-2-26

(1)求匀强磁场的磁感应强度B

(2)求线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q

(3)判断线框能否从右侧离开磁场?说明理由.

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如图9-1-25所示,等离子气流由左方连续以v0射入P1P2两板间的匀强磁场中,ab直导线与P1P2相连接,线圈A与直导线cd连接.线圈A内有随图9-1-26所示的变化磁场,且磁场B的正方向规定为向左.则下列叙述正确的是(  )

图9-1-25

图9-1-26

A.0~1 s内abcd导线互相排斥

B.1~2 s内abcd导线互相吸引

C.2~3 s内abcd导线互相吸引

D.3~4 s内abcd导线互相排斥

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自由电子激光器是利用高速电子束射入方向交替变化的磁场,使电子在磁场中摆动着前进,进而产生激光的一种装置.在磁场中建立与磁场方向垂直的平面坐标系xOy,如图8-2-25所示.方向交替变化的磁场随x坐标变化的图线如图8-2-26所示,每个磁场区域的宽度,磁场的磁感应强度大小B=3.75×10-4 T,规定磁场方向垂直纸面向外为正方向.现将初速度为零的电子经电压U=4.5×103 V的电场加速后,从坐标原点沿x轴正方向射入磁场.电子电荷量e=1.6×10-19 C,电子质量m=9×10-31 kg,不计电子的重力,不考虑电子因高速运动而产生的影响.

图8-2-25

图8-2-26

(1)电子从坐标原点进入磁场时的速度大小为多少?

(2)请在图8-2-25中画出x=0至x=4L区域内电子在磁场中运动的轨迹,计算电子通过图8-2-26中各磁场区域边界时位置的纵坐标并在图中标出;

(3)从x=0至x=NLN为整数)区域内电子运动的平均速度大小为多少?

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如图11-2-26所示,有一磁感应强度B=9.1×10-4 T的匀强磁场,CD为垂直于磁场的同一平面内的两点,它们之间的距离l=0.05 m.今有一电子在此磁场中运动,它经过C点时的速度v的方向和磁场方向垂直,且与CD间的夹角α=30°.问:

图11-2-26

(1)电子在C点时所受的洛伦兹力的方向及大小如何?

(2)若此电子在运动中后来又经过了D点,则它的速度v应是多大?

(3)电子从C点到D点所用的时间是多少?

(电子的质量m=9.1×10-31 kg,电子的电荷量e=1.6×10-19 C)

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同步练习册答案