精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
空間某區(qū)域內存在B1=0.5T，方向水平的勻強磁場，在磁場區(qū)域內有兩根相距L1=0.6m的足夠長的平行金屬導軌PQ、MN，固定在豎直平面內（導軌所在平面與磁場垂直），如圖所示．PM間連接有阻值為R=2Ω的電阻；QN間連接著兩塊水平放置的平行金屬板a、b．a、b間的距離d=0.1m，板長L2=0.4m．一根電阻為r=1Ω的細導體棒cd與導軌接觸良好．不計導軌和導線的電阻．現(xiàn)使導體棒cd以速率v1=0.25m/s向右勻速運動時，一帶正電的微粒以v=2m/s的速度，從a板右邊緣水平飛入，恰能從b板邊緣飛出．g取10m/s2．求：
（1）a、b間的電壓．
（2）該帶電微粒的比荷．
（3）若導體棒cd以v2=0.5m/s速度向右勻速運動時，需在a、b板間加一垂直于a、b板的水平勻強磁場，才能使上述帶電微粒從b板邊緣飛出．求該磁場磁感應強度的大�。�

【答案】分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應定律可以求得感應電動勢的大小，再由閉合電路歐姆定律可以求得電壓的大�。�
（2）粒子在極板之間的運動為類平拋運動，根據(jù)類平拋運動的規(guī)律可以求得粒子的比荷的大��；
（3）要使粒子從b板邊緣飛出，粒子可能從左邊飛出，也可能從右邊飛出，根據(jù)粒子的運動的軌跡，由幾何關系可以求得磁感應強度的大�。�
解答：解：（1）由法拉第電磁感應定律得：E1=B1L1v1
由歐姆定律得：U1=I1R
聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得：U1=0.05V
（2）由牛頓第二定律得：
由類平拋運動規(guī)律得：

L2=vt
聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得：（C/kg） 
（3）當cd以v2=0.5m/s速度向右運動時，與（1）同理得U2=0.1V
帶電微粒所受電場力，即重力與電場力平衡
加上磁場后帶電微粒做勻速圓周運動  
設從b板右邊緣飛出時，帶電微粒做勻速圓周的軌道半徑為r1，
從b板左邊緣飛出時，帶電微粒做勻速圓周的軌道半徑為r2，
由幾何知識可知
r22=（r2-d）2+L22
由洛侖茲力和勻速圓周運動規(guī)律得：
聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得：B=4T，．
點評：本題考查帶電粒子在勻強磁場中的運動，要掌握住半徑公式、周期公式，畫出粒子的運動軌跡后，幾何關系就比較明顯了．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

地球周圍存在著吃磁場，由太空射來的帶電粒子在此磁場中的運動稱為磁漂移．以下是描述一種假設的磁漂移運動．在某真空區(qū)域有一質量為m電量為q的粒子（重力不計），在x=0，y=0處沿y方向以速度v0運動，空間存在垂直紙面的勻強磁場，在y＞0的區(qū)域中，磁感應強度為B1，在y＜0的區(qū)域中，磁感應強度為B2，且B1與B2的方向相同，B1＜B2，粒子在磁場區(qū)域內沿x正方向作磁漂移運動，如圖所示．
（1）磁感應強度B1與B2的方向如何？
（2）把粒子出發(fā)點x=0處作為第0次通過x軸，求第2次過x軸時粒子沿x軸漂移的距離．
（3）從第0次通過x軸，到第2次過x軸時粒子沿x軸方向漂移的平均速度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?日照一模）某同學設想用帶電粒子的運動軌跡做出“0”、“8”字樣，首先，如圖甲所示，在真空空間的豎直平面內建立．roy坐標系，在y1=0.1m和y2=一0.1m處有兩個與z軸平行的水平界面PQ和MN把空間分成I、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域，在三個區(qū)域中分別存在勻強磁場B1、B2、B3其大小滿足B=2=B1=2B3=0.02T，方向如圖甲所示．在Ⅱ區(qū)域中的y軸左右兩側還分別存在勻強電場E1、E2（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應．ABCD是以坐標原點．為中心對稱的正方形，其邊長L=0.2m．現(xiàn)在界面PQ上的A處沿y軸正方向發(fā)射一比荷
qm
=108C/kg的帶正電荷的粒子（其重力不計），粒子恰能沿圖中實線途經BCD三點后回到A點并做周期性運動，軌跡構
成一個“0”字．已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時均做直線運動．
（1）求電場E1、E2的大小和方向．
（2）去掉Ⅱ和Ⅲ區(qū)域中的勻強電場和磁場，其他條件不變，仍在A處以相同的速度發(fā)射相同的粒子，使粒子運動的軌跡成為上、下對稱的“8”字，且運動周期不變，請在答題紙中的乙圖上Ⅱ和Ⅲ區(qū)域內重新設計適當?shù)膭驈婋妶龌騽驈姶艌�，并畫出帶電粒子的運動軌跡和你所設計的“場”．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?攀枝花三模）空間某區(qū)域內存在B1=0.5T，方向水平的勻強磁場，在磁場區(qū)域內有兩根相距L1=0.6m的足夠長的平行金屬導軌PQ、MN，固定在豎直平面內（導軌所在平面與磁場垂直），如圖所示．PM間連接有阻值為R=2Ω的電阻；QN間連接著兩塊水平放置的平行金屬板a、b．a、b間的距離d=0.1m，板長L2=0.4m．一根電阻為r=1Ω的細導體棒cd與導軌接觸良好．不計導軌和導線的電阻．現(xiàn)使導體棒cd以速率v1=0.25m/s向右勻速運動時，一帶正電的微粒以v=2m/s的速度，從a板右邊緣水平飛入，恰能從b板邊緣飛出．g取10m/s2．求：
（1）a、b間的電壓．
（2）該帶電微粒的比荷
qm
．
（3）若導體棒cd以v2=0.5m/s速度向右勻速運動時，需在a、b板間加一垂直于a、b板的水平勻強磁場，才能使上述帶電微粒從b板邊緣飛出．求該磁場磁感應強度的大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

地球周圍存在磁場，由太空射來的帶電粒子在此磁場中的運動稱為磁漂移，以下是描述的一種假設的磁漂移運動，在某真空區(qū)域有一帶正電的粒子（重力不計）在x=0，y=0處沿y方向以速度v0運動，空間存在垂直紙面的勻強磁場，在y＞0的區(qū)域中，磁感應強度為B1，在y＜0的區(qū)域中，磁感應強度為B2，且B1 與B2的方向相同，B1＜B2，粒子在磁場區(qū)域內沿x方向作磁漂移運動，如圖所示．
（1）問：磁感應強度B1與B2的方向如何？
（2）把粒子出發(fā)點x=0處作為第0次通過x軸，求至第2次過x軸的過程中，在x軸方向的平均速度v與v0之比．
（3）若把粒子出發(fā)點x=0處作為第0次通過x軸，求至第n次過x軸的過程中，在x軸方向的平均速度v與v0之比．（n為奇數(shù)）

查看答案和解析>>

同步練習冊答案