（18分）如圖所示，間距為L(zhǎng)的光滑M、N金屬軌道水平放置，ab是電阻為R0的金屬棒，此棒可緊貼平行導(dǎo)軌滑動(dòng)．導(dǎo)軌右側(cè)連接一水平放置的平行板電容器，板間距為d，板長(zhǎng)也為L(zhǎng)，導(dǎo)軌左側(cè)接阻值為R的定值電阻，其它電阻忽略不計(jì)．軌道處的磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向下，電容器處的磁場(chǎng)垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B。當(dāng)ab以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一帶電量大小為q的粒子以某一速度從緊貼A板左側(cè)平行于A板進(jìn)入電容器內(nèi)，恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從C板右側(cè)邊緣離開(kāi)．試求：

（1）AC兩板間的電壓U；
（2）帶電粒子的質(zhì)量m；
（3）帶電粒子的速度大小v．

（1）     （2）      （3）

解析試題分析：（1）棒ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：
         （2分）
AC間的電壓即為電阻R的分壓，由分壓關(guān)系可得：
  （或：，）        （2分）
解得：         （2分）
（2）帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則重力與電場(chǎng)力平衡有：
         （2分）
解得：          （2分）
（3）粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得：
   （3分）
粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：

由幾何關(guān)系可得：
       （3分）
解得：        （2分）
考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；復(fù)合場(chǎng)；電場(chǎng)力；洛倫茲力；向心力．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖所示，間距l(xiāng)＝0.4m的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角＝30°，正方形區(qū)域abcd內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，方向垂直于斜面．甲乙兩金屬桿電阻R相同、質(zhì)量均為m＝0.02kg，垂直于導(dǎo)軌放置．起初，甲金屬桿處在磁場(chǎng)的上邊界ab上，乙在甲上方距甲也為l處．現(xiàn)將兩金屬桿同時(shí)由靜止釋放，并同時(shí)在甲金屬桿上施加一個(gè)沿著導(dǎo)軌的拉力F，使甲金屬桿始終以a＝5m／s2的加速度沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，已知乙金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2，則(      )

A．每根金屬桿的電阻 R＝0.016
B．甲金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是0.4s
C．甲金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中F的功率逐漸增大
D．乙金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中安培力的功率是0.1W

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及電鍵如圖連接．下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A．電鍵閉合后，線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)
B．線圈A插入線圈B中后，電鍵閉合和斷開(kāi)的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)
C．電鍵閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)，會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中央零刻度
D．電鍵閉合后，只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)，電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如下圖左所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路,導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)。導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度分別按下圖右側(cè)A、B、C、D圖線所表示的方式隨時(shí)間變化時(shí)

（1）導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場(chǎng)作用力的是       ；
（2）導(dǎo)體圓環(huán)將受到向下的磁場(chǎng)作用力的是       ；
（3）導(dǎo)體圓環(huán)將不受到磁場(chǎng)作用力的是           。
（請(qǐng)?zhí)钊雸D線下方對(duì)應(yīng)的字母）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國(guó)物理學(xué)家__________首先發(fā)現(xiàn)的．探究這個(gè)現(xiàn)象應(yīng)選用如圖中_______ （填“甲”或“乙”）所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示位置勻速向右拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)．若第一次用0.3 s拉出，外力所做的功為W1，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為q1；第二次用0.9 s拉出，外力所做的功為W2，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為q2，則 W1  W2，q1  q2 （填大于、等于或小于 ）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（20分）“電磁炮”是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計(jì)，軌道寬為L(zhǎng)＝0.2m。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1×102T�！半姶排凇睆楏w總質(zhì)量m=0.2kg，其中彈體在軌道間的電阻R＝0.4Ω�？煽仉娫吹膬�(nèi)阻r=0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí)，電源為加速?gòu)楏w提供的電流是I＝4×103A，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）彈體所受安培力大�。�
（2）彈體從靜止加速到4km/s，軌道至少要多長(zhǎng)？
（3）彈體從靜止加速到4km/s過(guò)程中，該系統(tǒng)消耗的總能量；
（4）請(qǐng)說(shuō)明電源的電壓如何自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，AB、CD是處在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的兩條金屬導(dǎo)軌（足夠長(zhǎng)），導(dǎo)軌寬度為d，導(dǎo)軌通過(guò)導(dǎo)線分別與平行金屬板MN相連，有一與導(dǎo)軌垂直且始終接觸良好的金屬棒ab以某一速度沿著導(dǎo)軌做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸的下方有一場(chǎng)強(qiáng)為E的方向平行x軸向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在M板由靜止經(jīng)過(guò)平行金屬板MN，然后以垂直于y軸的方向從F處沿直線穿過(guò)y軸，而后從x軸上的G處以與x軸正向夾角為60°的方向進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)疊加的區(qū)域，最后到達(dá)y軸上的H點(diǎn)。已知OG長(zhǎng)為l，不計(jì)粒子的重力。求：

（1）金屬棒ab做勻速直線運(yùn)動(dòng)速度的大小B？
（2） 粒子到達(dá)H點(diǎn)時(shí)的速度多大？
（3）要使粒子不能回到y(tǒng)軸邊界， 電場(chǎng)強(qiáng)度以滿(mǎn)足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖甲所示，一足夠長(zhǎng)阻值不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L＝1．0m，NQ兩端連接阻值R＝1．0Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝30°。一質(zhì)量m＝0．20kg，阻值r＝0．50Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量M＝0．60kg的重物P相連。細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行。金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時(shí)間t之間的關(guān)系如圖乙所示，已知金屬棒在0～0．3s內(nèi)通過(guò)的電量是0．3～0．6s內(nèi)通過(guò)電量的2／3，g＝10m／s2，求：

（1）0～0．3s內(nèi)棒通過(guò)的位移；
（2）金屬棒在0～0．6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

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