• 竖直放置的平行金属板M、N相距d=0.2m,板长L=5m,板间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,极板按如图所示的方式接入电路.足够长的、间距为L=1m的光滑平行金属导轨CD、EF水平放置,导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度也为B.电阻为r=1Ω的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好.已知滑动变阻器的总阻值为R=4Ω,滑片P的位置位于变阻器的中点.有一个质量为m=1.0×10-8kg、电荷量为q=+2.0×10-5C的带电粒子,从两板中间左端沿中心线水平射入场区.不计粒子重力.(1)若金属棒ab静止,求粒子初速度v多大时,可以垂直打在金属板上?(2)当金属棒ab以速度v匀速运动时,让粒子仍以相同初速度v射入,且从两板间沿直线穿过,求金属棒ab运动速度v的大小和方向.(3)若将极板M、N间的磁场撤掉,其他条件不变,仍让粒子以相同初速度v射入,要使粒子能打在极板上,则金属棒ab匀速运动的速度v至少多大?试题及答案-解答题-云返教育

    • 试题详情

      竖直放置的平行金属板M、N相距d=0.2m,板长L=5m,板间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,极板按如图所示的方式接入电路.足够长的、间距为L=1m的光滑平行金属导轨CD、EF水平放置,导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度也为B.电阻为r=1Ω的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好.已知滑动变阻器的总阻值为R=4Ω,滑片P的位置位于变阻器的中点.有一个质量为m=1.0×10-8kg、电荷量为q=+2.0×10-5C的带电粒子,从两板中间左端沿中心线水平射入场区.不计粒子重力.
      (1)若金属棒ab静止,求粒子初速度v
      多大时,可以垂直打在金属板上?
      (2)当金属棒ab以速度v匀速运动时,让粒子仍以相同初速度v
      射入,且从两板间沿直线穿过,求金属棒ab运动速度v的大小和方向.
      (3)若将极板M、N间的磁场撤掉,其他条件不变,仍让粒子以相同初速度v
      射入,要使粒子能打在极板上,则金属棒ab匀速运动的速度v至少多大?

      试题解答


      见解析
      (1)金属棒ab静止时,粒子在磁场中做匀速圆周运动,设轨迹半径为r,则
      垂直打在金属板上,则

      解得

      代入数据得 v
      =100 m/s
      (2)当金属棒ab匀速运动时,感应电动势 E=BLv④
      板间电压:

      粒子沿直线穿过板间,则粒子受电场力、洛仑兹力平衡,做匀速直线运动

      解得:

      代入数据得 v=50 m/s
      由左手定则知,粒子所受洛仑兹力方向垂直M板,故粒子所受电场力应该垂直于N板,由右手定则知,ab棒应水平向右运动.
      (3)若撤掉M,N极板间磁场,其他条件不变,当粒子刚好能打在极板的右边缘时,ab棒的速度最小,设为v
      粒子在电场中做类平抛运动:
      (1分)
      解得:t=5.0×10
      -3s a=0×103m/s2

      感应电动势 E=BLv
      板间电压:

      联立得:

      解得:v=4 m/s

    右手定则相关试题

    MBTS ©2010-2016 edu.why8.cn