(16分)如圖所示,間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌M、N水平固定,長為L、阻值為R0的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置,可緊貼導(dǎo)軌滑動。導(dǎo)軌右側(cè)連接一對水平放置的平行金屬板AC,板間距為d,板長也為L,導(dǎo)軌左側(cè)接阻值為R的定值電阻,其它電阻忽略不計。軌道處的磁場方向豎直向下,金屬板AC間的磁場方向垂直紙面向里,兩磁場均為勻強磁場且磁感應(yīng)強度大小均為B。當(dāng)ab棒以速度v0向右勻速運動時,一電量大小為q的微粒以某一速度從緊貼A板左側(cè)平行于A板的方向進入板間恰好做勻速圓周運動。試求:
(1)AC兩板間的電壓U;
(2)帶電微粒的質(zhì)量m;
(3)欲使微粒不打到極板上,帶電微粒的速度v應(yīng)滿足什么樣的條件.
(1) (2) (3) 或
【解析】
試題分析:(1)棒ab向右運動時產(chǎn)生的電動勢為: (1分)
AC間的電壓即為電阻R的分壓,由分壓關(guān)系可得:
(或:,) (1分)
解得: (1分)
(2)帶電粒子在板間做勻速圓周運動,則重力與電場力平衡
有: (2分)
解得: (1分)
(3)粒子做勻速圓周運動,由牛頓第二定律可得:
(2分)
若粒子恰從C板右邊緣離開,運動軌跡如圖所示,由幾何關(guān)系可得:
所以: (2分)
解得: (1分)
如粒子恰從C板左邊緣離開,則有: (2分)
解得: (1分)
故帶電粒子的速度大小v應(yīng)滿足的條件:
或 (2分)
考點:電磁感應(yīng) 帶電粒子在復(fù)合場中的運動
科目:高中物理 來源: 題型:
π | 2ω |
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|
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