如圖所示，AB、CD是處在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的兩條金屬導(dǎo)軌（足夠長(zhǎng)），導(dǎo)軌寬度為d，導(dǎo)軌通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)分別與平行金屬板MN相連，有一與導(dǎo)軌垂直且始終接觸良好的金屬棒ab以某一速度沿著導(dǎo)軌做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸的下方有一場(chǎng)強(qiáng)為E的方向平行x軸向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在M板由靜止經(jīng)過(guò)平行金屬板MN，然后以垂直于y軸的方向從F處沿直線(xiàn)穿過(guò)y軸，而后從x軸上的G處以與x軸正向夾角為60°的方向進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)疊加的區(qū)域，最后到達(dá)y軸上的H點(diǎn)。已知OG長(zhǎng)為l，不計(jì)粒子的重力。求：

（1）金屬棒ab做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的大小B？
（2） 粒子到達(dá)H點(diǎn)時(shí)的速度多大？
（3）要使粒子不能回到y(tǒng)軸邊界， 電場(chǎng)強(qiáng)度以滿(mǎn)足什么條件？
見(jiàn)試題分析

試題分析： 解：金屬棒ab在切割磁感線(xiàn)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：
       （2分）
設(shè)粒子在F進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為，由牛頓第二定律得：
     （2分）
由幾何知識(shí)可得（如圖）
     （2分）
粒子在通過(guò)MN過(guò)程中由動(dòng)能定理得：
      （2分）
聯(lián)解以上各式得：
    （2分）
（2）從D到C只有電場(chǎng)力對(duì)粒子做功，電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，根據(jù)動(dòng)能定理，有
，    （2分）
解得：     （2分）
（3）       （1分）
要使粒子不能回到y(tǒng)軸邊界，   （2分）
即      （1分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

一根通有恒定電流I，被彎成張角為2θ的“V”字型的非常長(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)．物理學(xué)家安培的認(rèn)為，點(diǎn)P的磁感應(yīng)強(qiáng)度B正比于tan
θ
2
．對(duì)于同樣的情況，物理學(xué)家畢奧和薩伐爾卻認(rèn)為可能正比于θ．
（1）分析哪個(gè)公式正確？
（2）求公式中比例系數(shù)（無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)B=
k0T
r
，k0為已知，r為該點(diǎn)與長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)的距離）．
（3）求P1點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平面上有兩電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d＝0.5m，左端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值為2Ω的電阻R連接，右端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值為4Ω的小燈泡L連接；在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長(zhǎng)為2m，CDEF區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B如圖所示隨時(shí)間t變化；在t＝0s時(shí)，一阻值為2Ω的金屬棒在恒力F作用下由靜止從AB位置沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒從AB位置運(yùn)動(dòng)到EF位置的全過(guò)程中，小燈泡的亮度都沒(méi)有變化。求：⑴通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度；⑵恒力F的大小；⑶金屬棒的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

人造衛(wèi)星繞地球飛行時(shí)，軌道各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同，金屬外殼的人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)，外殼中總有微弱的感應(yīng)電流，因此，可能使（　�。�
A．衛(wèi)星的機(jī)械能減小，軌道高度變小
B．衛(wèi)星的機(jī)械能減小，軌道高度變大
C．衛(wèi)星的機(jī)械能減小，軌道高度不變
D．對(duì)衛(wèi)星的運(yùn)行無(wú)任何影響

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)一足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L1=0.4m，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向里，一質(zhì)量為m=0.8kg的金屬棒ab，垂直于MN、PQ緊貼在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好，其接入在導(dǎo)軌間的電阻r=1Ω。金屬導(dǎo)軌上端連接右側(cè)的電路。R1=1.0Ω，R2=1.5Ω。R2兩端通過(guò)細(xì)導(dǎo)線(xiàn)連接質(zhì)量M=0.12kg的正方形金屬框cdef，正方形邊長(zhǎng)L2=0.2m，每條邊的電阻r0=1.0Ω，金屬框處在一方向垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，不計(jì)其他電阻及摩擦，g取10m/s2。

（1）將K斷開(kāi)，求棒下滑過(guò)程中達(dá)到的最大速率vm以及速率達(dá)到0.5vm時(shí)棒的加速度大��；
（2）將開(kāi)關(guān)K閉合后，從棒釋放到細(xì)導(dǎo)線(xiàn)剛好沒(méi)有拉力的過(guò)程中，棒上產(chǎn)生的電熱為2J，求此過(guò)程棒下滑的h。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（18）如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線(xiàn)，線(xiàn)的一端系一質(zhì)量為3m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，開(kāi)始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時(shí)恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，（忽略所有摩擦，重力加速度為g），求：

（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向；
（2）重物勻速下降的速度v；
（3）重物從釋放到下降h的過(guò)程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR；
（4）若將重物下降h時(shí)的時(shí)刻記作t=0，速度記為v0，從此時(shí)刻
起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，若此后金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時(shí)間t變化（寫(xiě)出B與t的關(guān)系式）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域I的磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，區(qū)域II的磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，磁場(chǎng)寬度HP及PN均為L(zhǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線(xiàn)框，由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，t1時(shí)刻ab邊剛越過(guò)GH進(jìn)入磁場(chǎng)I區(qū)域，此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)框恰好以速度v1做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；t2時(shí)刻ab邊下滑到JP與MN的中間位置，此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)框又恰好以速度v2做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g，下列說(shuō)法中正確的是（   ）
A．當(dāng)ab邊剛越過(guò)JP時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)框的加速度大小為a=gsinθ
B．導(dǎo)線(xiàn)框兩次勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度v1:v2=4：1
C．從t1到t2的過(guò)程中，導(dǎo)線(xiàn)框克服安培力做功的大小等于重力勢(shì)能的減少
D．從t1到t2的過(guò)程中，有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根豎直放置在絕緣面上的金屬框架．框架的上端接有電容為C的電容器．框架上有一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好無(wú)摩擦，棒離桌面高度為h.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面相垂直，開(kāi)始時(shí)電容器不帶電．自靜止起將棒釋放，求棒從釋放到落到地面所需要的時(shí)間？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）．如圖所示，水平面上有一個(gè)動(dòng)力小車(chē)，在動(dòng)力小車(chē)上豎直固定著一個(gè)長(zhǎng)度L1、寬度L2的矩形線(xiàn)圈，線(xiàn)圈匝線(xiàn)為n，總電阻為R，小車(chē)和線(xiàn)圈的總質(zhì)量為m，小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程所受摩擦力為f。小車(chē)最初靜止，線(xiàn)圈的右邊剛好與寬為d（d﹥L1）的有界磁場(chǎng)的左邊界重合。磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B�，F(xiàn)控制動(dòng)力小車(chē)牽引力的功率，讓它以恒定加速度a進(jìn)入磁場(chǎng)，線(xiàn)圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，開(kāi)始做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，直至完全離開(kāi)磁場(chǎng)，整個(gè)過(guò)程中，牽引力的總功為W。

（1）求線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，感應(yīng)電流的最大值和通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電量。
（2）求線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的焦耳熱。
（3）寫(xiě)出整個(gè)過(guò)程中，牽引力的功率隨時(shí)間變化的關(guān)系式。

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