半徑為a的圓環(huán)電阻不計(jì),放置在垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,環(huán)內(nèi)有一導(dǎo)體棒電阻為r,可以繞環(huán)勻速轉(zhuǎn)動,將電阻R、開關(guān)S連接在環(huán)和棒的O端,將電容器極板水平放置,并聯(lián)在R和開關(guān)S兩端,如圖所示.
(1)開關(guān)S斷開,極板間有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子恰好靜止,試判斷OM的轉(zhuǎn)動方向和角速度的大。
(2)當(dāng)S閉合時(shí),該帶電粒子以
1
4
g的加速度向下運(yùn)動,則R是r的幾倍?
(1)由于粒子帶正電,恰好靜止在電容器中,則電容器上極板帶負(fù)電,由右手定則判斷可知,OM應(yīng)繞O沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動.
粒子受力平衡,有mg=q
U
d

當(dāng)S斷開時(shí),U=E
又OM產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E=
1
2
Ba2
ω
解得ω=
2mgd
qBa2

(2)當(dāng)S閉合時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得:mg-q
U′
d
=m?
g
4

又U′=
E
R+r
R

解得
R
r
=3
答:
(1)開關(guān)S斷開,極板間有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子恰好靜止,OM的轉(zhuǎn)動方向?yàn)槟鏁r(shí)針,角速度的大小為
2mgd
qBa2

(2)當(dāng)S閉合時(shí),該帶電粒子以
1
4
g的加速度向下運(yùn)動,則R是r的3倍.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,水平平行放置的兩根長直導(dǎo)軌MN和PQ上放著一根直導(dǎo)線ab,ab與導(dǎo)軌垂直,它在兩導(dǎo)軌間的長度是20cm,電阻0.02Ω.導(dǎo)軌部分處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T,R=0.08Ω,其余電阻不計(jì),ab的質(zhì)量為0.01kg.
(1)打開開關(guān)S,ab在水平恒力F=0.01N的作用下,由靜止開始沿導(dǎo)軌滑動,在此過程中,ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時(shí)間變化的表達(dá)式怎樣?
(2)當(dāng)ab速度達(dá)到10m/s時(shí),閉合開關(guān)S,為了保持ab仍能以10m/s的速度勻速運(yùn)動水平拉力應(yīng)為多少?
(3)在ab以10m/s的速度勻速滑動的某一時(shí)刻撤去外力F,開關(guān)仍是閉合的,那么從此以后,R上能產(chǎn)生多少焦耳熱?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖,面積均為S、匝數(shù)均為n、電阻相同的兩個(gè)線圈,分別放在如圖所示的磁場中,甲是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場,線圈在磁場中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動,周期為T,從圖示位置開始計(jì)時(shí),乙圖中磁場變化規(guī)律為B=B0cos2πt/T,則( 。
A.兩線圈中感應(yīng)電流的變化規(guī)律相同
B.在從t=0開始的任意相等時(shí)間內(nèi)通過兩線圈橫截面的電量相等
C.圖示時(shí)刻,甲線圈每一條邊受到的安培力均最大
D.兩線圈中磁通量變化率的最大值均為
πB0S
T

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如果閉合回路中的感應(yīng)電動勢很大,則( 。
A.穿過閉合回路的磁通量變化很快
B.穿過閉合回路的磁通量變化量很大
C.穿過閉合回路的磁通量很大
D.閉合回路的電阻很小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖1所示,螺線管內(nèi)有一平行于軸線的勻強(qiáng)磁場,規(guī)定圖中箭頭所示方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度B的正方向,螺線管與U型導(dǎo)線框cdef相連,導(dǎo)線框cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)線框cdef在同一平面內(nèi).當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖2所示規(guī)律變化時(shí)( 。
A.在t1時(shí)刻,金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大
B.在t2時(shí)刻,金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最小
C.在t1-t2時(shí)間內(nèi),金屬圓環(huán)L內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流
D.在t1-t2時(shí)間內(nèi),金屬圓環(huán)L有收縮趨勢

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,有理想邊界的直角三角形區(qū)域abc內(nèi)部存在著兩個(gè)方向相反的垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,e是斜邊ac上的中點(diǎn),be是兩個(gè)勻強(qiáng)磁場的理想分界線.現(xiàn)以b點(diǎn)為原點(diǎn)O,沿直角邊bc作x軸,讓在紙面內(nèi)與abc形狀完全相同的金屬線框ABC的BC邊處在x軸上,t=0時(shí)導(dǎo)線框C點(diǎn)恰好位于原點(diǎn)O的位置.讓ABC沿x軸正方向以恒定的速度v穿過磁場,現(xiàn)規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)閷?dǎo)線框中感應(yīng)電流的正方向,在下列四個(gè)i-x圖象中,能正確表示感應(yīng)電流隨線框位移變化關(guān)系的是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在豎直平面內(nèi),一個(gè)線圈從某高度自由落下,在下方存在水平方向的勻強(qiáng)磁場,某同學(xué)對線圈進(jìn)入磁場的過程做出如下分析:在進(jìn)入過程,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,磁場對感應(yīng)電流存在安培力作用,方向豎直向上,阻礙線圈進(jìn)入磁場.從而得出下列兩個(gè)結(jié)論:
(1)線圈是減速進(jìn)入磁場的;
(2)在進(jìn)入過程中,線圈的加速度大小將小于重力加速度.
請你對該同學(xué)的結(jié)論是否正確提出自己的觀點(diǎn).要求:適當(dāng)假設(shè)物理量(用符號表示),通過計(jì)算分析來說明你自己的觀點(diǎn).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

一個(gè)連有電容器的U形金屬框架放置在勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁感線方向如圖,框架寬L,一根導(dǎo)體棒MN放置在框架上,棒與框架接觸良好且相互垂直,若棒向左以速度V勻速運(yùn)動,則電容器兩極板間的電勢差Uab=______;電容器______板帶正電荷.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,固定于水平桌面上足夠長的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN,其電阻不計(jì),間距d=0.5m,P、M兩端接有一只理想電壓表,整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2T的勻強(qiáng)磁場中,兩金屬棒L1、L2平行地?cái)R在導(dǎo)軌上,其電阻均為r=0.1Ω,質(zhì)量分別為M1=0.3kg和M2=0.5kg.固定棒L1,使L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由靜止開始運(yùn)動.試求:
(1)當(dāng)電壓表讀數(shù)為U=0.2V時(shí),棒L2的加速度為多大;
(2)棒L2能達(dá)到的最大速度vm

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