如圖所示，兩條間距l(xiāng)＝1 m的光滑金屬導(dǎo)軌制成傾角37°的斜面和水平面，上端用阻值為R＝4 Ω的電阻連接．在斜面導(dǎo)軌區(qū)域和水平導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)分別有垂直于斜面和水平面的勻強(qiáng)磁場B1和B2，且B1＝B2＝0.5 T．a(chǎn)b和cd是質(zhì)量均為m＝0.1 kg，電阻均為r＝4 Ω的兩根金屬棒，ab置于斜面導(dǎo)軌上，cd置于水平導(dǎo)軌上，均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．已知t＝0時刻起，cd棒在外力作用下開始水平向右運(yùn)動(cd棒始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動)，ab棒受到F＝0.6－0.2t(N)沿斜面向上的力作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)．不計導(dǎo)軌的電阻．

(1)求流過ab棒的電流Iab隨時間t變化的函數(shù)關(guān)系；
(2)分析并說明cd棒在磁場B2中做何種運(yùn)動；
(3)t＝0時刻起，1 s內(nèi)通過cd棒的電荷量q為多少？
(4)若t＝0時刻起，1.2 s內(nèi)作用在cd棒上外力做功為W＝16 J，則這段時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR多大？
(1)0.4tA　(2)v＝9.6t m/s的勻加速直線運(yùn)動 (3)0.4 C　(4)1.56 J
(1)ab棒平衡，則F＋F安＝mgsin 37°
又因F安＝B1Iabl
代入數(shù)據(jù)得Iab＝0.4t A.
(2)cd棒上的電流Icd＝2Iab＝0.8t A①
電源電動勢E＝IcdR總②
cd棒切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝B2lv③
聯(lián)立①②③得，cd棒的速度v＝9. 6t m/s
所以，cd棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動．
(3)cd棒的加速度為a＝9.6 m/s2
1 s內(nèi)的位移為x＝at2＝×9.6×12 m＝4.8 m
根據(jù)＝＝＝
得q＝t＝＝C＝0.4 C.
(4)t＝1.2 s時，cd棒的速度v＝at＝11.52 m/s
根據(jù)動能定理：W－W安＝mv2－0
得1.2 s內(nèi)克服安培力做功W安＝9.36 J
回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q＝W安＝9.36 J
電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR＝Q/6＝1.56 J.
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：計算題

如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點進(jìn)入電場和磁場，恰能做勻速圓周運(yùn)動，從x軸上的N點第一次離開電場和磁場，M、N之間的距離為L，小球過M點時的速度方向與x軸的方向夾角為θ，不計空氣阻力，重力加速度為g，求：

（1）電場強(qiáng)度E的大小和方向；
（2）小球從A點拋出時初速度v0的大�。�
（3）小球從A點運(yùn)動到N點的時間t．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(18分）如圖所示，在xOy坐標(biāo)系第二象限內(nèi)有一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，半徑為，圓心O′坐標(biāo)為(- ,  )，磁場方向垂直xOy平面。在x軸上有坐標(biāo)（-  ，0)的P點，兩個電子a、b以相同的速率v沿不同方向從P點同時射入磁場，電子的入射方向為y軸正方向，b的入射方向與y軸正方向夾角為。電子a經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后從y軸上的 Q(0， ）點進(jìn)入第一象限，在第一象限內(nèi)緊鄰y軸有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為，勻強(qiáng)電場寬為。已知電子質(zhì)量為、電荷量為,不計重力及電子間的相互作用。求：

（1）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小
（2）b電子在磁場中運(yùn)動的時間
（3）a、b兩個電子經(jīng)過電場后到達(dá)x軸的坐標(biāo)差Δx

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，直角三角形OAC（α= 30?）區(qū)域內(nèi)有B = 0.5T的勻強(qiáng)磁場，方向如圖所示。兩平行極板M、N接在電壓為U的直流電源上，左板為高電勢。一帶正電的粒子從靠近M板由靜止開始加速，從N板的小孔射出電場后，垂直O(jiān)A的方向從P點進(jìn)入磁場中。帶電粒子的荷質(zhì)比為，OP間距離為l＝0.3m。全過程不計粒子所受的重力，求：

（1）要使粒子從OA邊離開磁場，加速電壓U需滿足什么條件?
（2）粒子分別從OA、OC邊離開磁場時，粒子在磁場中運(yùn)動的時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖，POy區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，POx區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，OP與x軸成θ角．不計重力的負(fù)電荷，質(zhì)量為m、電量為q，從y軸上某點以初速度v0垂直電場方向進(jìn)入，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后垂直O(jiān)P進(jìn)入磁場，又垂直x軸離開磁場．求：

（1）電荷進(jìn)入磁場時的速度大小
（2）電場力對電荷做的功
（3）電場強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖所示，一個帶負(fù)電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙的絕緣桿上，整個裝置處于方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場B中．現(xiàn)給滑環(huán)一個水平向右的瞬時速度，使其由靜止開始運(yùn)動，則滑環(huán)在桿上的運(yùn)動情況可能是(       )
A．始終做勻速運(yùn)動
B．開始做減速運(yùn)動，最后靜止于桿上
C．先做加速運(yùn)動，最后做勻速運(yùn)動
D．先做減速運(yùn)動，最后做勻速運(yùn)動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（16分）如圖所示，有一對平行金屬板，兩板相距為0.05m．電壓為10V；兩板之間有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0=0.1T，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里．圖中右邊有一半徑R為0.1m、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直于紙面向里．一正離子沿平行于金屬板面，從A點垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑CD方向射入圓形磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的F點射出．已知速度的偏向角，不計離子重力．求：

（1）離子速度v的大��；
（2）離子的比荷q/m；
（3）離子在圓形磁場區(qū)域中運(yùn)動時間t．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(12分)如圖所示，坐標(biāo)平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E＝4×105 N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場，在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．質(zhì)荷比為＝4×10－10 kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點以初速度v0＝2×107 m/s垂直x軸射入電場，OA＝0.2 m，不計重力．求：
(1)粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點O的距離；
(2)若要求粒子不能進(jìn)入第三象限，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進(jìn)入電場后的運(yùn)動情況．)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖所示，一平行板電容器，右極板接電源正極，板長為2d，板間距離為d。一帶電量為q、質(zhì)量為m的負(fù)離子（重力不計）以速度v0貼近左極板沿極板方向射入，恰從右極板下邊緣射出。在右極板右側(cè)空間存在垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場（未標(biāo)出）。要使該負(fù)離子在磁場中運(yùn)動后，又恰能直接從右極板上邊緣進(jìn)入電場，則
A．磁場方向垂直紙面向里
B．磁場方向垂直紙面向外
C．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
D．在磁場中運(yùn)動時間為

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