如圖所示，M、N為紙面內兩平行光滑導軌，間距為L．輕質金屬桿a、b可在導軌上左右無摩擦滑動，桿與導軌接觸良好，導軌右端與定值電阻連接．P、Q為平行板器件，兩板間距為d，上下兩板分別與定值電阻兩端相接．兩板正中左端邊緣有一粒子源始終都有速度為v0的帶正電粒子沿平行于極板的方向進入兩板之間．整個裝置處于垂直于紙面向外的勻強磁場中．已知輕桿和定值電阻的阻值分別為r和R，其余電阻不計，帶電粒子的重力不計，為使粒子沿原入射方向從板間右端射出，則輕桿應沿什么方向運動？速度多大？
分析：根據(jù)題意分析可知，粒子在電場中做勻速運動，受力平衡；結合閉合電路歐姆定律，可求感應電動勢，進而求出速度．
解答：解；粒子在電場中運動，電場力F=q
U
d
；
   粒子在磁場中運動，磁場力F’=qν0B；
因為粒子沿原入射方向從板間右端射出，所以粒子所受的電場力和洛倫茲力相互平衡，
     得q
U
d
=qν0B
     由閉合電路U=BLν
R
R+r

     得ν=
ν0d(R+r)
RL

  由右手定則得桿應向右運動
答：輕桿應向右運動，速度
ν0d(R+r)
RL
．
點評：考查了電磁感應定律，閉合電路歐姆定律的綜合應用．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?洛陽模擬）如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值．靜止的帶電粒子帶電量為+q，質量為m（不計重力），從點P經(jīng)電場加速后，從小孔 Q進入N板右側的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外，CD為磁場邊界上的一絕緣板，它與N板的夾角為a=45°，孔Q到板的下端C的距離為L．當M、N兩板間電壓取最大值時，粒子恰垂直打在CD板上．求：
（1）兩板間電壓的最大值Um；
（2）CD板上可能被粒子打中的區(qū)域的長度x；
（3）粒子在磁場中運動的最長時間tm．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值．帶電粒子的電荷量與質量之比
qm
=3×102C/Kg（不計重力），靜止的帶電粒子從點P經(jīng)電場加速后，從小孔 Q垂直于NC板進入N板右側的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B=2T，方向垂直于紙面向外，CD為磁場邊界上的一絕緣板，它與N板的夾角為α=45°，孔Q到板的下端C的距離為L=1m．當M、N兩板間電壓取最大值時，粒子恰好垂直打在CD板上．求：
（1）兩板間電壓的最大值Um．
（2）CD板上可能被粒子打中的區(qū)域的長度x．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值。靜止的帶電粒子帶電量為+q，質量為m（不計重力），從點P經(jīng)電場加速后，從小孔 Q進入N板右側的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外，CD為磁場邊界上的一絕緣板，它與N板的夾角為a=45°，孔Q到板的下端C的距離為L。當M、N兩板間電壓取最大值時，粒子恰垂直打在CD板上。求：（1）兩板間電壓的最大值Um；（2）CD板上可能被粒子打中的區(qū)域的長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

（16分）如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值。靜止的帶電粒子帶電量為+q，質量為m（不計重力），從點P經(jīng)電場加速后，從小孔 Q進入N板右側的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外，CD為磁場邊界上的一絕緣板，它與N板的夾角為a=45°，孔Q到板的下端C的距離為L。當M、N兩板間電壓取最大值時，粒子恰垂直打在CD板上。求：（1）兩板間電壓的最大值Um；（2）CD板上可能被粒子打中的區(qū)域的長度。

 

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科目：高中物理 來源：2010年四川省綿陽市高三考前模擬考試（理科綜合）物理部分 題型：計算題

（16分）如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值。靜止的帶電粒子帶電量為+q，質量為m（不計重力），從點P經(jīng)電場加速后，從小孔 Q進入N板右側的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外，CD為磁場邊界上的一絕緣板，它與N板的夾角為a=45°，孔Q到板的下端C的距離為L。當M、N兩板間電壓取最大值時，粒子恰垂直打在CD板上。求：（1）兩板間電壓的最大值Um；（2）CD板上可能被粒子打中的區(qū)域的長度。

 

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