如圖所示（俯視），MN和PQ是兩根固定在同一水平面上的足夠長且電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌．兩導(dǎo)軌間距為L=0.2m，其間有一個方向垂直水平面豎直向下的勻強磁場B1=5.0T。導(dǎo)軌上NQ之間接一電阻R1=0.40，阻值為R2=0.10的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置并與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。兩導(dǎo)軌右端通過金屬導(dǎo)線分別與電容器C的兩極相連。電容器C緊靠著帶小孔a（只能容一個粒子通過）的固定絕緣彈性圓筒。圓筒內(nèi)壁光滑，筒內(nèi)有垂直水平面豎直向下的勻強磁場B2，O是圓筒的圓心，圓筒的內(nèi)半徑為r=0.40m。

（1）用一個大小恒為10N，平行于MN水平向左的外力F拉金屬桿，使桿從靜止開始向左運動求：當金屬桿最終勻速運動時桿的速度大��；
（2）當金屬桿處于（1）問中的勻速運動狀態(tài)時，電容器C內(nèi)緊靠極板且正對a孔的D處有一個帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)電容器C加速后從a孔垂直磁場B2并正對著圓心O進入筒中，該帶電粒子與圓筒壁碰撞四次后恰好又從小孔a射出圓筒。已知粒子的比荷q/m=5×107（C/kg），該帶電粒子每次與筒壁發(fā)生碰撞時電量和能量都不損失，不計粒子重力和空氣阻力，則磁感應(yīng)強度B2多大（結(jié)果允許含有三角函數(shù)式）。

（1）
（2）（�。┣樾�1：每段軌跡圓弧對應(yīng)的圓心角為
得： 
（ⅱ）情形2：每段軌跡圓弧對應(yīng)的圓心角為 
將數(shù)據(jù)代式得 

解析

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖，在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度V向右勻速滑動, MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為El;若磁感應(yīng)強度增為2B,其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2。則通過電阻R的電流方向及與之比分別為(     )

A.c→a，2：1             B.a→c，2：1        C.a→c，1：2             D.c→a，1：2

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，在光滑水平面上方，有兩個磁感應(yīng)強度大小均為B、方向相反的水平勻強磁場，如圖所示，PQ為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大。一個邊長為a，質(zhì)量為m，電阻為R的正方形金屬線框垂直磁場方向，以速度v從圖示位置向右運動，當線框中心線AB運動到與PQ重合時，線框的速度為，此時線框中的電功率為________，此過程回路產(chǎn)生的焦耳熱為________。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖（a）為一研究電磁感應(yīng)的實驗裝置示意圖，其中電流傳感器（電阻不計）能將各時刻的電流數(shù)據(jù)實時通過數(shù)據(jù)采集器傳輸給計算機，經(jīng)計算機處理后在屏幕上同步顯示出I-t圖像。平行且足夠長的光滑金屬軌道的電阻忽略不計，導(dǎo)軌平面與水平方向夾角θ=30°。軌道上端連接一阻值R=1.0Ω的定值電阻，金屬桿MN的電阻r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg，桿長L=1m跨接在兩導(dǎo)軌上。在軌道區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強磁場，閉合開關(guān)s，讓金屬桿MN從圖示位置由靜止開始釋放，其始終與軌道垂直且接觸良好。此后計算機屏幕上顯示出如圖（b）所示的，I-t圖像（g取10m/s2），求：

（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和在t=0.5s時電阻R的熱功率；
（2）估算0~1.2s內(nèi)通過電阻R的電荷量及在R上產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）若在2.0s時刻斷開開關(guān)S，請定性分析金屬桿MN 0~4.0s末的運動情況；并在圖（c）中定性畫出金屬桿MN 0~4.0s末的速度隨時間的變化圖像。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，一邊長為a的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強磁場，磁場方向垂直于導(dǎo)線框所在平面向里，導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對水平放置的金屬板，兩板間的距離為d，板長l＝3d。t＝0時，磁場的磁感應(yīng)強度從B0開始均勻增加，同時，在金屬板的左側(cè)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以初速度v0沿兩板間的中線向右射入兩板間，恰好從下板的邊緣射出，忽略粒子的重力作用。求：

（1）兩板間的電勢差；
（2）粒子從兩板間離開瞬間，磁感應(yīng)強度B的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為�，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離L時，速度恰好達到最大（運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度大小為g。

求（1）此過程桿的速度最大值Vm；
（2）此過程流過電阻R的電量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，在一磁感應(yīng)強度B＝0.5T的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h＝0.1m的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN與PQ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計．在兩根導(dǎo)軌的端點N、Q之間連接一阻值R＝0.3Ω的電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長為L＝0.2m，每米長電阻r＝2.0Ω/m的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌正交，交點為c、d．當金屬棒以速度v＝4.0m/s向左做勻速運動時，試求：

（1）電阻R中的電流強度大小和方向；
（2）使金屬棒做勻速運動的外力；
（3）金屬棒ab兩端點間的電勢差．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，質(zhì)量為m=0.1kg粗細均勻的導(dǎo)線，繞制成閉合矩形線框，其中長，寬，豎直放置在水平面上。中間有一磁感應(yīng)強度B=1.0T，磁場寬度的勻強磁場。線框在水平向右的恒力F=2N的作用下，從圖示位置由靜止開始沿水平方向運動，線框AB邊從左側(cè)進入磁場，從磁場右側(cè)以=1m/s的速度勻速運動離開磁場，整個過程中線框始終受到大小恒定的阻力Ff=1N，且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動。求線框的AB邊：

（1）離開磁場時感應(yīng)電流的大��；
（2）剛進入磁場時感應(yīng)電動勢的大小；
（3）穿越磁場的過程中安培力所做的總功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(14分)如圖所示，兩條互相平行且足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)="0.2" m，在導(dǎo)軌的一端接有阻值R="3" Ω的電阻，在x≥0處有一垂直水平面向下的勻強磁場，磁感強度B="0.5" T。一質(zhì)量m ="0." 1kg，電阻r="2" Ω的金屬棒垂直擱在導(dǎo)軌上，并以v0="20" m/s的初速度進入磁場，在水平拉力F的作用下作勻減速直線運動，加速度大小a="2" m/s2。棒與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻均不計。求：

(1)第一次電流為零時金屬棒所處的位置；
(2)電流第一次減少為最大值的一半時拉力F的大小及其功率；
(3)金屬棒開始進入磁場到速度減小為零的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為1.6 J，求該過程中拉力F所做的功。

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