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6.如圖所示,ab為平行金屬板,其板面與紙面垂直,用導線與光滑的(電阻不計)足夠長的平行金屬軌道cd連接,軌道cd都垂直于勻強磁場,且與ab在同一平面內,阻值為R的電阻與cd相連,若磁感應強度為B,方向如圖所示,a與b、c與d均相距為L,現有一根電阻為0.5R的金屬棒MN緊貼在cd軌道上,在外力作用下,MN棒始終垂直于cd勻速滑動,要使一質量不計的帶電粒子,在ab間以速度V0水平向右作勻速直線運動,求:
(1)MN棒向什么方向運動?其速度大小為多少?
(2)作用在MN棒的力為多大?

分析 (1)若使小球做勻速運動,小球在金屬板間受力必須平衡,假設小球帶正電,洛倫茲力向上,而電場力應豎直向下,可判斷出電容器極板的電性,由右手定則判斷出金屬棒ab的運動方向.根據歐姆定律得到板間電壓與感應電動勢的關系,對于小球,根據平衡條件列式,求解即可.
(2)為使ab上產生穩(wěn)定電場,則MN上產生恒定的電動勢,對MN受力分析,安培力應與外力相等,解出外力大�。�

解答 解:(1)若使小球做勻速運動,小球在金屬板間受力必須平衡,即:F=F
假設粒子帶正電,洛倫茲力向上,大小為:F=Bqv0,而電場力應豎直向下,大小為:F=Eq,電場方向向下,反之,粒子帶負電電場方向也向下,即a板帶正電,有右手定則可知MN向右運動,
因:F=F,
得:Eq=Bv0q,
根據閉合電路歐姆定律得:U=ER+0.5R×R=23BLv,
根據電場強度和電勢差的關系得:E=UL,
聯立解得:v=32v0
(2)因粒子所受洛倫茲力大小恒定,則ab間產生穩(wěn)定電場,則MN上產生恒定的電動勢,對MN受力分析,安培力應與外力相等,即:
F=F=BIL=B2L2VR+0.5R=B2L2v0R,
答:(1)MN棒向右運動,其速度大小為32v0
(2)作用在MN棒的力為B2L2v0R

點評 本題是電磁感應和電路的綜合,考察了洛倫茲力和電場力及電勢差和電場強度關系,應根據牛頓第二定律求解.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.為了測量某一未知電阻Rx的阻值,實驗室提供以下器材:電壓表(0~3V,內阻約3kΩ)、電流表(0~0.6A,內阻約0.5Ω)、滑動變阻器(0~15Ω,2A)、電源(E=3V,內阻很小)、開關與導線,某同學設計的實驗電路圖如圖甲所示.

(1)請按甲電路圖將圖乙中實物連線補齊
(2)圖乙中,閉合開關前,應將滑動變阻器P置于a端(選填“a”、“b”)
(3)閉合開關,緩慢調節(jié)滑動變阻器,得到多組電壓U與電流I的讀數,請你根據坐標系中描出的實驗數據點畫出U-I圖線
(4)根據U-I圖象求得未知電阻的阻值Rx=5.0Ω(保留兩位有效數字);實驗測出Rx的測量值>真實值(填“>”、“<”或“=”)
(5)利用現有的器材,為了更準確地測量該電阻的阻值,請你對電表的接法提出建議并說明理由由于待測電阻相對較小,建議電流表外接.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.在x軸上方有垂直于紙面的勻強磁場,同一種帶電粒子從O點射入磁場.當入射方向與x軸正方向的夾角α=45°時,速度為v1、v2的兩個粒子分別從a、b兩點射出磁場,如圖所示,當α為60°時,為了使速度為v3的粒子從ab的中點c射出磁場,則速度v3應為(  )
A.12(v1+v2B.22(v1+v2C.33(v1+v2D.66(v1+v2

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14.質量m=10Kg的物體在水平地面上受到向右上成37°拉力F=100N的作用,用靜止開始運動,已知物體與地面之間的摩擦因數μ=0.5,則滑行12m時的速度時多大?

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1.如圖所示,在實驗室用兩端帶有豎直擋板C和D的氣墊導軌和有固定擋板的質量都是M的滑塊A和B做“探究碰撞中的守恒量”的實驗,實驗步驟如下:
Ⅰ.把兩滑塊A和B緊貼在一起,在A上放質量為m的砝碼,置于導軌上,用電動卡銷卡住A和B,在A和B的固定擋板間放入一輕彈簧,使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài);
Ⅱ.按下電鈕使電動卡銷放開,同時啟動兩個記錄兩滑塊運動時間的電子計時器,當A和B與固定擋板C和D碰撞同時,電子計時器自動停表,記下A至C的運動時間t1,B至D的運動時間t2; 
Ⅲ.重復幾次,取t1和t2的平均值.
①在調整氣墊導軌時應注意使氣墊導軌水平;
②應測量的數據還有滑塊A的左端到擋板C的距離s1和滑塊B的右端到擋板D的距離s2;
③只要關系式(M+m)s1t1=Ms2t2成立,即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.光滑水平桌面上靜止著一塊長木板C,現有AB兩個可視為質點的物塊分別以vA=1.8m/s和vB=0.9m/s的水平速度從木板C的兩端同時滑上長木板,已知兩物塊與長木板間的動摩擦因數均為μ=0.2,三者質量相同且均為1kg,最后兩物塊恰好相遇但未碰撞,取g=10m/s2,試求:
(1)物塊A、B相遇時各自的速度以及木板C的速度;
(2)木板C的長度l及其系統增加的內能△E.

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18.如圖所示,一帶電量為+q、質量為m的粒子從O點以一定的初速射入寬度為2R的勻強電場,電場方向豎直向上,經一段時間后,從A點沿水平方向離開電場,并進入圓形勻強磁場區(qū)域,磁場區(qū)域左端與電場區(qū)域的右邊界相切,磁場區(qū)域半徑為R,磁感應強度為B,方向垂直于紙面向內.水平速度方向與如圖直徑平行且相距0.6R,若帶電粒子在磁場中偏轉90°后離開磁場(粒子重力不計).求:
(1)粒子在磁場中運動的速度;
(2)粒子從進入電場到離開磁場的總時間.

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16.下列說法正確的是(  )
A.牛頓、米、秒是國際單位制中力學的三個基本單位
B.位移、速度、加速度這三個物理量都是矢量
C.物體的速度在某一時刻等于零,該時刻物體一定處于平衡狀態(tài)
D.完全失重就是物體不受重力了,物體超重就是重力增加了

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17.在邊長為2a的正△ABC內存在垂直紙面向里的磁感強度為B的勻強磁場,有一帶正電q,質量為m的粒子從距A點3a的D點垂直AB方向進入磁場,如圖所示,求:
(1)粒子速率應滿足什么條件,粒子能從AB間射出;
(2)粒子速率應滿足什么條件,粒子能從AC間射出.

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