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如圖甲所示，電阻不計且間距L=lm的光滑平行金屬導軌豎直放置，上端接一阻值R=2Ω的電阻，虛線OO′下方有垂直于導軌平面向里的勻強磁場，現(xiàn)將質量m="0.l" kg、電阻不計的金屬桿ab從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導軌保持良好接觸且始終水平。已知桿ab進入磁場時的速度v0 =1m/s，下落0.3 m的過程中加速度a與下落距離h的關系圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，則
A．勻強磁場的磁感應強度為1T
B．ab桿下落0.3 m時金屬桿的速度為1 m/s
C．ab桿下落0.3 m的過程中R上產生的熱量為0.2 J
D．ab桿下落0.3 m的過程中通過R的電荷量為0.25 C
D

試題分析：金屬桿剛進入磁場時，速度為v0 =1m/s，據(jù)圖此時的加速度為a=-10m/s2，經受力分析此時有：mg-BIL=-ma，I=BLv/R,則磁感應強度為B=2T，A選項錯誤；金屬桿下落h=0.3m時，據(jù)圖可知此時加速度a=0，所以此時有mg=BIL，I=BLv‘/R則v‘=0.5m/s，所以B選項錯誤；金屬桿下落0.3m的過程中R產生的熱量為mgh-Q=mv’2/2-mv02/2，則Q=0.3375J，所以C選項錯誤；金屬桿下落h=0.3m過程中產生的電荷量為q=It=BS/R=BLh’/R，h’=h-v02/2g,所以q=0.25C，則D選項正確。
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，光滑絕緣軌道ABP豎直放置，其軌道末端切線水平，在其右側有一正交的勻強電場、磁場區(qū)域，電場豎直向上，磁場垂直紙面向里．一帶電小球從軌道上的A點由靜止滑下，經P點進入場區(qū)后，恰好沿水平方向做直線運動．則可判定(    )
A．小球帶負電
B．小球帶正電
C．若小球從B點由靜止滑下，進入場區(qū)后將立即向上偏
D．若小球從B點由靜止滑下，進入場區(qū)后將立即向下偏

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，建立x0y坐標系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關于x軸對稱，極板長度和板間距均為L，第Ⅰ、Ⅳ象限分布著勻強磁場，方向垂直于x0y平面向里。位于極板左側的粒子源可沿x軸向右發(fā)射質量為m、電量為q、速度相同、重力不計的帶正電粒子。在0~3t0時間內兩極板所加電壓如圖乙所示。已知，若粒子在t=0時刻射入，將恰好在t0時刻經極板邊緣射入磁場。上述m、q、L、t0為已知量，且忽略粒子間的相互影響。求：

（1）電壓U0的大小；
（2）勻強磁場的磁感應強度B；
（3）0~3t0時間內何時射入的粒子在磁場中運動的時間最短，并求出此最短時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）如圖兩根正對的平行金屬直軌道MN、M´N´位于同一水平面上,兩軌道間距L=0.50m.軌道的MM′端之間接一阻值R=0.40Ω的定值電阻,NN′端與兩條位于豎直面內的半圓形光滑金屬軌道NP、N′P′平滑連接,兩半圓軌道的半徑均為 R0 =0.50m.直軌道的右端處于豎直向下、磁感應強度B =0.64T的勻強磁場中,磁場區(qū)域的寬度d=0.80m,且其右邊界與NN′重合.現(xiàn)有一質量 m =0.20kg、電阻 r =0.10Ω的導體桿ab靜止在距磁場的左邊界s=2.0m處.在與桿垂直的水平恒力 F =2.0N的作用下ab桿開始運動,當運動至磁場的左邊界時撤去F,結果導體ab恰好能以最小速度通過半圓形軌道的最高點PP′.已知導體桿ab在運動過程中與軌道接觸良好,且始終與軌道垂直,導體桿ab與直軌道間的動摩擦因數(shù) μ=0.10,軌道的電阻可忽略不計,取g=10m/s2，求：

①導體桿穿過磁場的過程中通過電阻R上的電荷量
②導體桿穿過磁場的過程中整個電路產生的焦耳熱

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（16分）如圖所示，S粒子源能夠產生大量的質量為m、電荷量為+q的粒子（重力不計）。粒子從O1孔進入一個水平方向的加速電場（初速不計），再經小孔O2進入相互正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度大小為E，磁感應強度大小為B1，方向如圖。虛線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強磁場，磁場范圍足夠大，磁感應強度大小為B2。一塊折成直角的硬質塑料片abc（不帶電，寬度、厚度都很小可以忽略不計）放置在PQ、MN之間，截面圖如圖，a、c兩點分別位于PQ、MN上，ab=bc=L，α= 45º。粒子能沿圖中虛線O2O3的延長線進入PQ、MN之間的區(qū)域。

⑴求加速電壓U1；
⑵假設粒子與硬質塑料板相碰后，速度大小不變，方向變化遵守光的反射定律，那么粒子與塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么運動？
⑶粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運動的總時間t和總路程s分別是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在xOy坐標系中，第一象限存在一與xOy平面平行的勻強電場，在第二象限存在垂直于紙面的勻強磁場。在y軸上的P點有一靜止的帶正電的粒子，某時刻，粒子在很短時間內（可忽略不計）分裂成三個帶正電的粒子1、2和3，它們所帶的電荷量分別為q1、q2和q3，質量分別為m1、m2和m3，且，。帶電粒子1和2沿x軸負方向進人磁場區(qū)域，帶電粒子3沿x軸正方向進入電場區(qū)域。經過一段時間三個帶電粒子同時射出場區(qū)，其中粒子1、3射出場區(qū)的方向垂直于x軸，粒子2射出場區(qū)的方向與x軸負方向的夾角為60°。忽略重力和粒子間的相互作用。求：

（1）三個粒子的質量之比；
（2）三個粒子進入場區(qū)時的速度大小之比；
（3）三個粒子射出場區(qū)時在x軸上的位移大小之比。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，現(xiàn)有一帶正電的粒子能夠在正交的勻強電場和勻強磁場中勻速直線穿過。設產生勻強電場的兩極板間電壓為U，板間距離為d，勻強磁場的磁感應強度為B，粒子帶電荷量為q，進入速度為v(不計粒子的重力）。以下說法正確的是
A．勻速穿過時粒子速度v與U、d、B間的關系為
B．若只增大v，其他條件不變，則粒子仍能直線穿過
C．若只增大U，其他條件不變，則粒子仍能直線穿過
D．若保持兩板間電壓不變，只減小d，其他條件不變，粒子進入兩板間后將向下偏

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖所示，L1和L2為兩條平行的虛線，L1上方和L2下方都是垂直紙面向外的磁感應強度相同的勻強磁場，A、B兩點都在L1上．帶電粒子從A點以初速v斜向下與L1成45°角射出，經過偏轉后正好過B點，經過B點時速度方向也斜向下，且方向與A點方向相同．不計重力影響，下列說法中正確的是(　　)

A．該粒子一定帶正電
B．該粒子一定帶負電
C．若將帶電粒子在A點時初速度變大(方向不變)，它仍能經過B點
D．若將帶電粒子在A點時初速度變小(方向不變)，它不能經過B點

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，圓心在原點、半徑為R的圓將xOy平面分為兩個區(qū)域，在圓內區(qū)域Ⅰ（r≤R）和圓外區(qū)域Ⅱ（r＞R）分別存在兩個磁場方向均垂直于XOY平面的勻強磁場；垂直于XOY平面放置了兩塊平面熒光屏，其中熒光屏甲平行于X軸放置在Y軸坐標為-2.22R的位置，熒光屏乙平行于Y軸放置在X軸坐標為3.5R的位置�，F(xiàn)有一束質量為m、電荷量為q（q＞0）、動能為E0的粒子從坐標為（-R，0）的A點沿X軸正方向射入區(qū)域Ⅰ，最終打在熒光屏甲上，出現(xiàn)坐標為（0.4R,  -2.2R，）的亮點。若撤去圓外磁場，粒子打在熒光屏甲上，出現(xiàn)坐標為（0，-2.2R）的亮點M。此時，若將熒光屏甲沿Y軸負方向平移，則亮點的X軸坐標始終保持不變。（不計粒子重力影響）

（1）求在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中粒子運動速度v1、v2　的大小。
（2）求在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中磁感應強度B1、B2的大小和方向。
（3）若上述兩個磁場保持不變，熒光屏仍在初始位置，但從A點沿X軸正方向射入區(qū)域Ⅰ的粒子束改為質量為m、電荷量為-q、動能為3E0的粒子，求熒光屏上的亮點的位置。

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