24.如图所示,光滑平行金属导轨MN、PQ相距L=0.2m,导轨左端接有“0.8V, 0.8W”的小灯泡,磁感强度B=1T的匀强磁场垂直于导轨平面,今使一导体棒与导轨良好接触向右滑动产生向小灯供电,小灯泡正常发光,导轨与导体棒每米长的电阻均为r=0.5Ω,其余导线电阻不计
(1)求导体棒的最小速度
(2)写出导体速度v与它到左端的距离x的关系式
(3)根据v与x的关系式算出表中对应的v值并填入表中,然后画出v-x图线
x(m)
0
又 则
此时变化的周期T’应等于带电粒子由O点运动到P点的时间 得:
所以点P的纵坐标为
解答:(1)粒子仅受洛仑兹力作用而作匀速圆周运动,当磁场方向改变时,粒子的绕行方向也随之改变,要使粒子经时间T到达点P,且
,则粒子应正好经历
的逆时针绕行和
的顺时针绕行(T0为粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期)轨迹为图(a)所示,磁场变化的周期
(2)磁场周期变化越大,圆弧越长,点P的纵坐标的值越大,但在磁场变化的一个周期T’内,每个圆弧不能超过半个圆,因此圆弧最长时应是第二个圆弧与y轴相切(因圆弧再长就将从y轴射向第二象限穿出磁场)如图(b)所示.设带电粒子在磁场中作匀圆周运动的半径为R,则:
23.B 如图(a)所示,在坐标xoy平面内的第一象限内,有一个匀强磁场,磁感强度大小恒为B0,方向垂直于xoy平面,且随时间作用周期性变化,如图(b)所示,规定垂直xoy平面向里的磁场方向为正.一个质量为m,电量为q的正粒子,在t=0时刻从坐标原点以初速度v0沿x轴正方向射入,在匀强磁场中运动,经过一个磁场变化周期T(未确定)的时间,粒子到达第一象限内的某一点P,且速度方向沿x轴正方向(不考虑重力).
(1)若点O、P连线与x轴之间的夹角为45º,则磁场变化的周期T为多大?
(2)因点P的位置随着周期的变化而变化,试求点P纵坐标的最大值为多少?此时磁场变化的周期又为多大?
随着v的减小,f增大,最终圆环静止,为
③当,圆环受到正压力向上,
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