題目列表(包括答案和解析)
π |
10 |
π |
10 |
Bl2ω |
2 |
如圖所示,半徑為L(zhǎng)1 = 2 m的金屬圓環(huán)內(nèi)上、下兩部分各有垂直圓環(huán)平面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B1 = 10/π T.長(zhǎng)度也為L(zhǎng)1、電阻為R的金屬桿ab,一端處于圓環(huán)中心,另一端恰好搭接在金屬環(huán)上,繞著a端做逆時(shí)針方向的勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω = π/10 rad/s.通過導(dǎo)線將金屬桿的a端和金屬環(huán)連接到圖示的電路中(連接a端的導(dǎo)線與圓環(huán)不接觸,圖中的定值電阻R1 = R,滑片P位于R2的正中央,R2 = 4R),圖中的平行板長(zhǎng)度為L(zhǎng)2 = 2 m,寬度為d = 2 m.當(dāng)金屬桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí),在平行板左邊緣中央處剛好有一帶電粒子以初速度vo = 0.5 m/s向右運(yùn)動(dòng),并恰好能從平行板的右邊緣飛出,之后進(jìn)入到有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2 = 2 T,左邊界為圖中的虛線位置,右側(cè)及上下范圍均足夠大.(忽略金屬桿與圓環(huán)的接觸電阻、圓環(huán)電阻及導(dǎo)線電阻,忽略電容器的充放電時(shí)間,忽略帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的電磁輻射等影響,不計(jì)平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及帶電粒子的重力和空氣阻力.提示:導(dǎo)體棒以某一端點(diǎn)為圓心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BL2ω/2)試分析下列問題:
(1)從圖示位置開始金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)半周期的時(shí)間內(nèi),兩極板間的電勢(shì)差UMN;
(2)帶電粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向的夾角θ;
(3)帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t總.
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