如圖a，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L="0.20m" ，電阻R=1.0Ω；有一電阻r=0.5Ω的金屬棒靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，軌道的電阻忽略不計，整個裝置處于磁感應強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下。
（1）現(xiàn)用一恒力F=0.2N沿軌道方向拉金屬棒ab，使之由靜止沿導軌向右做直線運動。則金屬棒ab達到的穩(wěn)定速度v1為多大？
（2）若金屬棒質量m=0.1kg在恒力F=0.2N作用下由靜止沿導軌運動距離為s=4m時獲得速度v2=2m/s，此過程電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR為多大？
（3）若金屬棒質量未知，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉棒，使之做勻加速直線運動，測得力F與時間t 的關系如圖b所示，求金屬棒的質量m和加速度a。
（1）（2）（3）m=1/15kg  ，    a=15m/s2 .
（1）當F=F安時，金屬棒達到穩(wěn)定，，得： 
（2）由動能定律可知：，電場力做的功在數(shù)值上等于回路產(chǎn)生的熱，，R上產(chǎn)生的焦耳熱：
（3）導體桿在軌道上做勻加速直線運動，用表示其速度，t表示時間，則有：v=at，桿切割磁力線，將產(chǎn)生感應電動熱：，在桿、軌道和電阻的閉合回路中產(chǎn)生電流： ，                                                
桿受到的安培力的：, 根據(jù)牛頓第二定律，有：F－f="m" a                                                                                                                                                        
聯(lián)立以上各式，得:，                                                 
由圖線上取兩點代入上式，可解得：m=1/15kg  ，    a=15m/s2
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖為一速度選擇器的示意圖，a、b為水平放置的平行金屬板，a、b相距d，極板長l。兩塊中央帶有小孔的絕緣板緊靠金屬板豎直放置，一束具有同一速率的負離子沿水平方向經(jīng)小孔O進入a、b兩板之間。為了測定離子的速率， a、b分別與一輸出電壓可調(diào)的直流電源的正、負極相連，并沿垂直于紙面向里的方向加一磁感應強度為Ｂ的勻強磁場。當a、b間電壓調(diào)為U時離子恰能沿水平直線OO'運動，并從小孔O'射出。若撤消加在a、b間的電壓，結果發(fā)現(xiàn)離子打在了右擋板上小孔O'下方的P點，測得O'、P間距為。不計重力作用，試由上述條件確定
（1）離子的入射速率v=？
（2）離子的比荷 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

如圖所示，在直角坐標系O-xyz中存在磁感應強度為、方向豎直向下的勻強磁場，在（0，0，h）處固定一電量為+q（q>0）的點電荷，在xOy平面內(nèi)有一質量為m(m未知),電量為-q的微粒繞原點O沿圖示方向作勻速圓周運動。若微粒的圓周運動可以等效為環(huán)形電流，求：

（1）若已知+q與-q的連線與z軸的夾角θ和靜電力常量k,則此微粒所受的庫侖力多大
（2）此微粒作勻速圓周運動的角速度ω；
（3）等效環(huán)形電流的電流強度I（已知重力加速度為g）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，在xoy直角坐標系中，在第三象限有一平行x軸放置的平行板電容器，板間電壓U=1×102V�，F(xiàn)有一質量m=1.0×10-12kg，帶電量q=2.0×10-10C的帶正電的粒子(不計重力)，從下極板處由靜止開始經(jīng)電場加速后通過上板上的小孔，垂直x軸從A點進入第二象限的勻強磁場中。磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度B=1T。粒子在磁場中轉過四分之一圓周后又從B點垂直y軸進入第一象限，第一象限中有平行于y軸負方向的勻強電場E，粒子隨后經(jīng)過x軸上的C點，已知OC=1m。求：

(1)粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑r。
(2)第一象限中勻強電場場強E的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，帶電平行金屬板相距為2R，在兩板間半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，兩板及其左側邊緣連線均與磁場邊界剛好相切。一質子（不計重力）沿兩板間中心線O1O2從左側O1點以某一速度射入，沿直線通過圓形磁場區(qū)域，然后恰好從極板邊緣飛出，在極板間運動時間為t0。若僅撤去磁場，質子仍從O1點以相同速度射入，經(jīng)時間打到極板上。

⑴求兩極板間電壓U；
⑵求質子從極板間飛出時的速度大��；
⑶若兩極板不帶電，保持磁場不變，質子仍沿中心線O1 O2從O1點射入，欲使質子從兩板左側間飛出，射入的速度應滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，寬度為d的豎直狹長區(qū)域內(nèi)(邊界為L1、L2)，存在垂直紙面向里的勻強磁場和豎直方向上的周期性變化的電場(如圖所示)，電場強度的大小為E0，E＞0表示電場方向豎直向上．t＝0時，一帶正電、質量為m的微粒從左邊界上的N1點以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運動到Q點后，做二次完整的圓周運動（其軌跡恰好不穿出邊界L1），以后可能重復該運動形式，最后從邊界L2穿出．重力加速度為g，上述d、E0、m、v、g為已知量．
（1）求該微粒通過Q點瞬間的加速度；
（2）求磁感應強度B的大小和電場變化的周期T；
（3）若微粒做圓周運動的軌道半徑為R，而d=4.5R，使微粒仍能按上述運動過程通過相應寬度的區(qū)域，求微粒所用的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在平行線．MN、PQ之間存在豎直向上的勻強電場和垂直紙面的磁場(未畫出)，磁場的磁感應強度從左到右逐漸增大。一帶電微粒進入該區(qū)域時，由于受到空氣阻力作用，恰好能沿水平直線OO’通過該區(qū)域。帶電微粒所受的重力忽略不計，運動過程帶電量不變。下列判斷正確的是
A．微粒從左向右運動，磁場方向向里
B．微粒從左向右運動，磁場方向向外
C．微粒從右向左運動，磁場方向向里
D．微粒從右向左運動，磁場方向向外

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

某空間區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，勻強電場的電場強度為0.5N/C，一帶電量為q＝＋10－3C，質量為m＝3×10－5kg的油滴從高5m處落入該區(qū)域后，恰好做勻速直線運動(忽略空氣阻力的作用)，求勻強磁場的磁感應強度的最小值．(重力加速度g＝10m/s2)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在垂直于光滑水平地面的豎直線A1A2的右側的廣闊區(qū)域，分布著豎直向上的勻強電場和平行于地面指向讀者的勻強磁場。在地面上停放著一輛質量為M的絕緣小車，車的左、右兩端豎直固定著一對等大的平行帶電極板（構成電容為C的平行板電容器，板距為L），分別帶電荷量為+Q和—Q，其中右極板緊靠A1A2線，下端開有一小孔�，F(xiàn)有一帶正電的小物塊（電荷量為q、質量為m），從A1A2線上距右板下端小孔高為H處，以速度 v0水平向右射入電、磁場區(qū)域，恰在豎直平面內(nèi)做圓周運動，且正好從右板下端的小孔切入小車底板的上表面，并立即貼著上表面滑行，但不會與左板相碰。已知小物塊與車板面間的動摩擦因數(shù)為μ，兩極板和小物塊的電荷量始終保持不變，當?shù)刂亓铀俣葹間。求：
小題1:A1A2線右側電場的場強E和磁場的磁感應強度B的大小；
小題2:小物塊在小車內(nèi)運動離小車右板的最大距離。

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