如圖所示,在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有兩根豎直放置的平行金屬導(dǎo)軌CD、EF.導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為m的金屬棒MN,棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.先從t=0時(shí)刻起,給金屬棒通以圖示方向的電流,且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比,即:I=kt,其中k為衡量.若金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直,則關(guān)于金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況正確的是(  )

A.金屬棒先做加速運(yùn)動(dòng),最后勻速運(yùn)動(dòng)
B.金屬棒先做加速運(yùn)動(dòng),再做減速運(yùn)動(dòng),最后勻速運(yùn)動(dòng)
C.金屬棒先做加速運(yùn)動(dòng),再做減速運(yùn)動(dòng),最后靜止
D.以上說(shuō)法均不正確
C
設(shè)導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng),金屬棒所受的安培力FB=BIL=BktL,垂直緊壓導(dǎo)軌平面.金屬棒在豎直方向受摩擦力Ff=μBkLt,方向豎直向上,重力mg豎直向下,開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi),金屬棒向下加速的加速度a=g-逐漸減小,當(dāng)a減為零時(shí),速度最大,然后金屬棒做減速運(yùn)動(dòng),加速度a=-g,方向向上,逐漸變大,速度減小為零時(shí),金屬棒所受的最大靜摩擦力大于重力,所以金屬棒靜止.故C項(xiàng)正確.
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:計(jì)算題

如圖所示,垂直紙面的兩平行金屬板M、N之間加有電壓,M板上O1處有一粒子源,可不斷產(chǎn)生初速度為零的帶正電粒子,粒子電荷量為q,質(zhì)量為m,N板右側(cè)是一半徑為R的接地金屬圓筒,圓筒垂直于紙面且可繞中心軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。O2為N板上正對(duì)O1的小孔,O3、O4為圓筒某一直徑兩端的小孔,開(kāi)始時(shí)O1、O2、O3、O4在同一水平線上。在圓簡(jiǎn)上方垂直紙面放置一熒光屏,熒光屏與直線O1O2平行,圓筒轉(zhuǎn)軸到熒光屏的距離OP=3R。不計(jì)粒子重力及粒子間相互作用。

(1)若圓筒靜止且圓筒內(nèi)不加磁場(chǎng),粒子通過(guò)圓筒的時(shí)間為t,求金屬板MN上所加電壓U
(2)若圓筒內(nèi)加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,圓筒繞中心軸以某一角速度逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),調(diào)節(jié)MN間的電壓使粒子持續(xù)不斷地以不同速度從小孔O2射出電場(chǎng),經(jīng)足夠長(zhǎng)的時(shí)間,有的粒子打到圓筒上被吸收,有的通過(guò)圓筒打到熒光屏上產(chǎn)生亮斑。如果在熒光屏PQ范圍內(nèi)的任意位置均會(huì)出現(xiàn)亮斑,。求粒子到達(dá)熒光屏?xí)r的速度大小的范圍
(3)在第(2)問(wèn)情境中,若要使進(jìn)入圓筒的粒子均能從圓筒射出來(lái),求圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.15T,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在半徑R=0.20m的圓形區(qū)域內(nèi),圓的左端跟y軸相切于直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O,右端與邊界MN相切于x軸上的A點(diǎn).MN右側(cè)有平行于x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng).置于坐標(biāo)原點(diǎn)O的粒子源,可沿x軸正方向射出速度的帶正電的粒子流,比荷為.不計(jì)粒子重力.右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為現(xiàn)以過(guò)O點(diǎn)并垂直于紙面的直線為軸,將圓形磁場(chǎng)區(qū)域按逆時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)90

求:
(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑;
(2)在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)過(guò)程中,粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后,途經(jīng)MN進(jìn)入電場(chǎng),求粒子經(jīng)過(guò)MN時(shí)離A點(diǎn)  最遠(yuǎn)的位置B到A點(diǎn)的距離L1;
(3)通過(guò)B點(diǎn)的粒子進(jìn)人電場(chǎng)后,再次經(jīng)過(guò)MN時(shí)距B點(diǎn)的距離L 2為多大?

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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,AB間存在與豎直方向成45°角斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,BC間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2,AB間距為0.2 m,BC間距為 0.1 m,C為熒光屏,質(zhì)量m=1.0×10-3kg,電荷量q=+1.010-2C的帶電粒子由a點(diǎn)靜止釋放,恰好沿水平方向經(jīng)過(guò)b點(diǎn)到達(dá)熒光屏的O點(diǎn)。若在BC間再加方向垂直紙面向外大小為B =" 1.0" T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),粒子經(jīng)b點(diǎn)偏轉(zhuǎn)到達(dá)熒光屏的O′點(diǎn)(未畫(huà)出).取g =" 10" m/s2.求:

⑴ E1的大。
⑵ 加上磁場(chǎng)后,粒子由b點(diǎn)到O′點(diǎn)電勢(shì)能的變化量. (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

如圖,在XOY平面第一象限整個(gè)區(qū)域分布一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向平行y軸向下.在第四象限內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),左邊界為Y軸,右邊界為的直線,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子從y軸上P點(diǎn)以初速度v0垂直y軸射入勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)力作用下從X軸上Q點(diǎn)以與X軸正方向45°角進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知OQ=d,不計(jì)粒子重力.求:

(1)P點(diǎn)坐標(biāo);
(2)要使粒子能再進(jìn)入電場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍;
(3)要使粒子能第二次進(jìn)入磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍.

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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,電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、M′N(xiāo)′固定在豎直方向,導(dǎo)軌間距d=0.8 m,下端NN′間接一阻值R=1.5 Ω的電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面.距下端h=1.5 m高處有一金屬棒ab與軌道垂直且接觸良好,其質(zhì)量m=0.2 kg,電阻r=0.5 Ω,由靜止釋放到下落至底端NN′的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR=1.05 J.g=10 m/s2.求:

(1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力所做的功WA
(2)金屬棒下滑速度為2 m/s時(shí)的加速度a;
(3)金屬棒下滑的最大速度vm.

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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,從陰極K發(fā)射的熱電子,重力和初速度均不計(jì),通過(guò)加速電場(chǎng)后,沿圖示虛線垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng),寬度為L(zhǎng)=2.5cm。已知加速電壓為U=182V,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=9.1×10-4T,電子的電量,電子質(zhì)量。求:

(1)電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑R
(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t (結(jié)果保留)
(3)若加速電壓大小可以改變,其他條件不變,為使電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng),加速電壓U應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,有一混合正離子束先后通過(guò)正交的電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ,如果這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn),進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r相同,則它們一定具有相同的(  )
A.速度  B.比荷C.電荷量D.質(zhì)量

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)如圖所示,水平線QC下方是水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng);區(qū)域Ⅰ(梯形PQCD)內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;區(qū)域Ⅱ(三角形APD)內(nèi)也有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),但是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以與區(qū)域Ⅰ不同;區(qū)域Ⅲ(虛線PD之上、三角形APD以外)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度與區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁感應(yīng)大小相等。三角形AQC是邊長(zhǎng)為2L的等邊三角形,P、D分別為AQ、AC的中點(diǎn).帶正電的粒子從Q點(diǎn)正下方、距離Q點(diǎn)為L(zhǎng)的O點(diǎn)以某一速度射出,在電場(chǎng)力作用下從QC邊中點(diǎn)N以速度v0垂直QC射入?yún)^(qū)域Ⅰ,接著從P點(diǎn)垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ。若區(qū)域Ⅱ、Ⅲ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足一定的關(guān)系,此后帶電粒子又經(jīng)歷一系列運(yùn)動(dòng)后又會(huì)以原速率返回O點(diǎn).(粒子重力忽略不計(jì))求:

(1)該粒子的比荷;
(2)粒子從O點(diǎn)出發(fā)再回到O點(diǎn)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程所有可能經(jīng)歷的時(shí)間.

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