精英家教網(wǎng)如圖所示,正方形區(qū)域MNPQ內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.在外力作用下,一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QN方向勻速運(yùn)動,t=0時(shí)刻,其四個(gè)頂點(diǎn)M′、N′、P′、Q′恰好在磁場邊界中點(diǎn).下列圖象中能反映線框所受安培力f的大小隨時(shí)間t變化規(guī)律的是( 。
分析:正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QN方向勻速運(yùn)動,正確找出切割磁感線的有效長度,根據(jù)感應(yīng)電動勢大小公式E=BLv和安培力公式F=BIL表示出安培力,運(yùn)用數(shù)學(xué)函數(shù)圖象進(jìn)行判斷.
解答:精英家教網(wǎng)解:第一段時(shí)間從初位置到M′N′離開磁場,圖甲表示該過程的任意一個(gè)位置,切割磁感線的有效長度為M1A與N1B之和,即為M1M′長度的2倍,此時(shí)電動勢E=2Bvtv,線框受的安培力f=2BIvt=
4B2v3t2
R
,圖象是開口向上的拋物線,故CD錯(cuò)誤;
如圖乙所示,線框的右端M2N2剛好出磁場時(shí),左端Q2P2恰與MP共線,此后一段時(shí)間內(nèi)有效長度不變,一直到線框的左端與M′N′重合,這段時(shí)間內(nèi)電流不變,安培力大小不變;
最后一段時(shí)間如圖丙所示,從勻速運(yùn)動至M2N2開始計(jì)時(shí),有效長度為A′C′=l-2vt′,
電動勢E′=B(l-2vt′)v,線框受的安培力F′=
B2(l-2vt′)2v
R
,圖象是開口向上的拋物線,故A錯(cuò)誤,B正確.
故選B.
點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵掌握右手定則判定感應(yīng)電流的方向,以及掌握切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小公式E=BLv和安培力公式F=BIL.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,正方形區(qū)域abcd邊長L=8cm,內(nèi)有平行于ab方向指向BC邊的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)E=3750V/m,一帶正電的粒子電量q=10-10C,質(zhì)量m=10-20kg,沿電場中心線RO飛入電場,初速度v0=2×106m/s,粒子飛出電場后經(jīng)過界面cd、PS間的無電場區(qū)域后,進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場區(qū)域,一進(jìn)入該區(qū)域即開始做勻速圓周運(yùn)動(設(shè)點(diǎn)電荷左側(cè)的電場分布以界面PS為界限,且不受PS影響).已知cd、PS相距12cm,粒子穿過PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏MN上.(靜電力常數(shù)k=9×109Nm2/C2)試求:

(1)粒子穿過界面PS時(shí)偏離中心線OR的距離y;
(2)粒子穿過界面PS時(shí)的速度大小與方向;
(3)O點(diǎn)與PS面的距離x;
(4)點(diǎn)電荷Q的電性及電量大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,正方形區(qū)域abcd中充滿勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向里,一個(gè)氫核從ac邊的中點(diǎn)m沿著既垂直于ac邊又垂直磁場的方向,以一定速度射入磁場,正好從ab邊中點(diǎn)n射出磁場,若將磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍,其他條件不變,則這個(gè)氫核射出磁場的位置是
a點(diǎn)
a點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,正方形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩個(gè)電子分別從a、b兩點(diǎn)沿圖示方向射人磁場且恰好在bc邊的中點(diǎn)p處相遇,不計(jì)兩電子間的作用力,不計(jì)重力,電子的比荷(
e
m
)
為k.求:
(1)兩電子速率之比
νa
νb

(2)兩電子進(jìn)入磁場的時(shí)間差△t.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,正方形區(qū)域abcd中充滿勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向里.一個(gè)氫核從ad邊的中點(diǎn)m沿著既垂直于ad邊又垂直于磁場的方向,以一定速度射入磁場,正好從ab邊中點(diǎn)n射出磁場.現(xiàn)將磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍,其他條件不變,則下列判斷正確的是(  )
A、粒子將從a點(diǎn)射出磁場B、粒子將從b射出磁場C、粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間相同D、粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間不同

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