分析 (1)ab桿以某一速度向左勻速運動時,沿兩板中心線水平射入質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒恰能沿兩板中心線射出,此時電場力與重力平衡,可得電場強度數(shù)值,進而求得兩板間電壓,并進而求得感應(yīng)電動勢和棒的速度
(2)ab桿以同樣大小的速度向右勻速運動時,粒子將做類平拋運動,由于該微粒將射到B板距左端為d的C處,可求粒子的運動初速度
(3)ab桿向左勻速運動時,電場力與重力方向相反,粒子做類平拋運動,要想使粒子射出電場水平位移應(yīng)為L,同時豎直位移應(yīng)該不小于9fxlf992,棒速度較小則向下偏,較大則向上偏,討論速度的范圍
解答 解:(1)帶電量為+q的微粒恰能沿兩板中心線射出,此時電場力與重力平衡,設(shè)場強為E,則:mg=Eq…①
此時平行板間電壓為:U=Ed…②
導(dǎo)體棒感應(yīng)電動勢為:E感=BLv
由電路歐姆定律得:U=13E感…③
聯(lián)立以上可得:v=3mgdBLq…④
(2)ab桿以同樣大小的速度向右勻速運動時,平行板間帶電粒子所受合力方向向下,大小為;
F=Eq+mg=2mg…⑤
粒子做類平拋運動,可知加速度為:
a=2g…⑥
打到板的時間為t,則:
\fracznd9lxl2=12at2…⑦
d=v0t…⑧
聯(lián)立解得:v0=√2gd…⑨
(3)ab桿向左勻速運動時,電場力與重力方向相反,棒速度較小則向下偏,較大則向上偏,粒子做類平拋運動,若粒子恰好射出電場,在水平位移應(yīng)為L=4d時間內(nèi),同時豎直位移恰為\fracxn59vph2,
故粒子運動時間:4d=v0t1…⑩
若向下偏,最小加速度大小為a1,則豎直方向位移為:
12a1t21=\fracrfvhxpj2…(11)
⑦⑧⑩(11)得:a1=a4=g8…(12)
設(shè)此時導(dǎo)體棒速度最小為vmin,應(yīng)有:
a1=mg−BLvmin3br3j9nbqm=g-BLvminq3md…(13)
解得:vmin=21mgd8BqL,
若導(dǎo)體棒速度最大為vmax,此時粒子向上偏轉(zhuǎn),應(yīng)有:
a1=a′1=BLvmax3ldrh9t9q−mgm=BLvmaxq3dm−g
解得:vmax=27mg32Bq
ab桿向左勻速運動的速度范圍為21mgd8BqL<v<27mgd8BqL
答:(1)ab桿勻速運動的速度為3mgdBLq
(2)微粒水平射入兩板時的速度√2gd
(3)ab桿向左勻速運動的速度范圍為21mgd8BqL<v<27mgd8BqL
點評 電磁感應(yīng)問題結(jié)合閉合電路歐姆定律,涉及帶電粒子在勻強電場中的類平拋運動,運算量較大,有一定難度
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 保持S不變,增大d,則θ變大 | B. | 保持S不變,增大d,則θ變小 | ||
C. | 保持d不變,減小S,則θ變小 | D. | 保持d不變,減小S,則θ不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 每根金屬桿的電阻 R=0.016Ω | |
B. | 甲金屬桿在磁場中運動的時間是0.4s | |
C. | 甲金屬桿在磁場中運動過程中F的功率逐漸增大 | |
D. | 乙金屬桿在磁場中運動過程中安培力的功率是0.1W |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 汽車一定向右做勻加速直線運動 | |
B. | 汽車一定向左做勻加速直線運動 | |
C. | 物體M受重力、支持力和向右的摩擦力作用 | |
D. | 物體M受重力、支持力和向左的摩擦力作用 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 第一個14周期 | B. | 第二個14周期 | C. | 第三個14周期 | D. | 第四個14周期 |
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