（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．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）

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）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，abcd是一個(gè)質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框。如從圖示位置自由下落，在下落h后進(jìn)人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，該磁場(chǎng)的寬度也為L(zhǎng)。在這個(gè)磁場(chǎng)的正下方3h+L處還有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度未知，但寬度也為L(zhǎng)的磁場(chǎng)，金屬線框abcd在穿過這個(gè)磁場(chǎng)時(shí)也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么下列說法正確的是(  )
A．未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是B/2
B．未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是
C．線框在穿過這兩個(gè)磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的電能為4mgL
D．線框在穿過這兩個(gè)磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的電能為2mgL

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場(chǎng)上邊界b和下邊界d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線框，線框上下邊的距離很短，磁場(chǎng)上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離。線框從水平面a開始下落，當(dāng)線框下邊剛通過水平面b、c、d時(shí)，線框所受到的磁場(chǎng)力的大小分別為、和，則
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，寬度為l，下端與阻值為R的電阻相連。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，現(xiàn)使質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab位置以平行于斜面的初速度沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，滑行到最遠(yuǎn)位置a′b′后又下滑。已知導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度為2gsinθ，g為重力加速度，軌道足夠長(zhǎng)，則
A．導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度
B．R上的最大熱功率為
C．導(dǎo)體棒返回到ab位置前已經(jīng)達(dá)到下滑的最大速度
D．導(dǎo)體棒返回到ab位置時(shí)剛好達(dá)到下滑的最大速度

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科目：高中物理 來源：不詳 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 來源：不詳 題型：計(jì)算題

某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示．在磁極與圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角α均為π，磁場(chǎng)均沿半徑方向，匝數(shù)為N的矩形線圈．abcd的邊長(zhǎng)ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)、bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩條邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直，線圈的總電阻為r，外接電阻為R.求：

(1)線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em；
(2)線圈切割磁感線時(shí)，bc邊所受安培力的大小F；
(3)外接電阻上電流的有效值I.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，有一個(gè)U型導(dǎo)線框，NMPQ水平放置在磁感強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，磁感線與線框平面垂直，導(dǎo)線MN和PQ足夠長(zhǎng)，間距為0.4m，放在導(dǎo)線框上的導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為10g，電阻為1，線框中接有電阻R=3，其它部分電阻不計(jì)，若ab在外力作用下以速度向右勻速運(yùn)動(dòng)（不考慮摩擦）求：

（1）a、b兩端的電壓多大？
（2）當(dāng)撤去外力后，電路中能產(chǎn)生多少熱量？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根相距L平行放置的光滑導(dǎo)電軌道，與水平面的夾角均為 ，軌道間有電阻R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，由靜止開始沿導(dǎo)電軌道下滑．設(shè)下滑中ab桿始終與軌道保持垂直，且接觸良好，導(dǎo)電軌道有足夠的長(zhǎng)度，且電阻不計(jì)．求：

(1)ab桿將做什么運(yùn)動(dòng) ？若開始時(shí)就給ab沿軌道向下的拉力F使其由靜止開始向下做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng) ()．求拉力F與時(shí)間t的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，矩形線框abcd的ad和bc的中點(diǎn)M、N之間連接一電壓表，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直，當(dāng)線框向右勻速平動(dòng)時(shí)，以下說法正確的是（      ）
A．穿過線框的磁通量不變化，MN間無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B．MN這段導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，MN間有電勢(shì)差
C．MN間有電勢(shì)差，電壓表有讀數(shù)
D．MN間有電勢(shì)差，電壓表無(wú)讀數(shù)

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