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题目
题型:专项题难度:来源:
如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板CD,两板间距离为L,在CD板中央各有一个小孔O2O3O1O2O3在同一水平直线上,两根足够长的直金属导轨MNPQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距也为LMP两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为M的均匀直导体棒ab放在两导轨上,并与导轨垂直,闭合回路,导轨与导体棒的电阻不计,二者之间的摩擦不计。整套装置处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,磁场方向垂直于斜面向上。整个装置处在真空室中,有一电荷量为+q、质量为m的粒子(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出。现释放导体棒ab,其沿着斜面下滑h后开始匀速运动,此时仍然从E点沿半径方向射入圆形磁场区域的相同粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出。求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B"。
(2)导体棒ab的质量M
(3)导体棒ab下落h的整个过程中,导体棒ab克服安培力做的功为多少?
答案
解:(1)在圆形磁场中做匀速圆周运动,由几何关系可知半径为r
洛伦兹力提供向心力
解得
(2)根据题意粒子恰好不能从O3射出的条件为
导体棒ab做匀速运动时,
解得
(3)设导体棒ab匀速运动时,速度大小为vm,则UabBLvm
代入(2)中得:
由能量守恒得:WMghsinθ-
解得W
核心考点
试题【如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板C和D,两板间距离为L,在C、D板中央各有一个】;主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R,轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒ab横跨导轨,它在外力的作用下向右匀速运动,速度为v。若将金属棒的运动速度变为2v,(除R外,其余电阻不计,导轨光滑)则
[     ]
A.作用在ab上的外力应增大到原来的2倍
B.感应电动势将增大为原来的4倍
C.感应电流的功率将增大为原来的2倍
D.外力的功率将增大为原来的4倍
题型:广东省专项题难度:| 查看答案
如图所示,空间中存在着竖直向下的匀强磁场,在水平面上固定着平行金属轨道MN和PQ。金属杆ab沿垂直轨道方向放置在两轨道上,且与轨道接触良好。与两轨道连接的电路中两个电阻R1和R2的阻值相同,与电阻R2串联着电容器C。使ab杆沿金属轨道向右匀速运动,稳定后,以下说法中正确的是    
[     ]
A. 电阻R1上通过的电流方向为由dc    
B. 电阻R2上有电流,且电流方向为由ef    
C. 电阻R2两端的电压与电阻R1两端的电压相同    
D. 电容器两极板间的电压等于电阻R1两端的电压
题型:北京期中题难度:| 查看答案
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°,下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg、电阻不计的金属棒ab放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,不计一切摩擦。    
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;    
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为6W,求该速度的大小;    
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向(可以用根式表示)。(
题型:北京期中题难度:| 查看答案
在水平放置的平行金属框架上,有根金属棒放在ab位置上。若回路中只有电阻R,金属棒与框架的电阻及摩擦阻力不计,金属棒先后两次在水平向右外力的作用下,以不同的速度匀速由图中ab位置平移到a"b"位置。则以下说法中正确的是      
[     ]
A. 两次通过金属棒横截面的电量相同    
B. 两次水平外力的冲量相同    
C. 两次水平外力做功相同    
D. 两次水平外力做功的功率相同
题型:北京期中题难度:| 查看答案
如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则此过程
[     ]
A.杆的速度最大值为
B.流过电阻R的电量为
C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D.恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
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