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精英家教網(wǎng) > 高中物理 > 題目詳情

如圖所示，在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，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)軌間的動摩擦因數(shù)為μ.先從t＝0時刻起，給金屬棒通以圖示方向的電流，且電流強(qiáng)度與時間成正比，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)動情況正確的是(　　)

A．金屬棒先做加速運(yùn)動，最后勻速運(yùn)動
B．金屬棒先做加速運(yùn)動，再做減速運(yùn)動，最后勻速運(yùn)動
C．金屬棒先做加速運(yùn)動，再做減速運(yùn)動，最后靜止
D．以上說法均不正確

設(shè)導(dǎo)軌間的距離為L，金屬棒所受的安培力F_B＝BIL＝BktL，垂直緊壓導(dǎo)軌平面．金屬棒在豎直方向受摩擦力F_f＝μBkLt，方向豎直向上，重力mg豎直向下，開始一段時間內(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，速度最大，然后金屬棒做減速運(yùn)動，加速度a＝

－g，方向向上，逐漸變大，速度減小為零時，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項正確．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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針轉(zhuǎn)動。O₂為N板上正對O₁的小孔，O₃、O₄為圓筒某一直徑兩端的小孔，開始時O₁、O₂、O₃、O₄在同一水平線上。在圓簡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，粒子通過圓筒的時間為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，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針方向勻速轉(zhuǎn)動，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，經(jīng)足夠長的時間，有的粒子打到圓筒上被吸收，有的通過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）問情境中，若要使進(jìn)入圓筒的粒子均能從圓筒射出來，求圓筒轉(zhuǎn)動的角速度

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(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．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

．不計粒子重力．右側(cè)電場強(qiáng)度大小為

現(xiàn)以過O點(diǎn)并垂直于紙面的直線為軸，將圓形磁場區(qū)域按逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)90

．

求：
(1)粒子在磁場中運(yùn)動的半徑；
(2)在旋轉(zhuǎn)磁場過程中，粒子經(jīng)過磁場后，途經(jīng)MN進(jìn)入電場，求粒子經(jīng)過MN時離A點(diǎn) 最遠(yuǎn)的位置B到A點(diǎn)的距離L₁；
(3)通過B點(diǎn)的粒子進(jìn)人電場后，再次經(jīng)過MN時距B點(diǎn)的距離L ₂為多大?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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E₁，BC間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場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=+1.0

10^－２C的帶電粒子由a點(diǎn)靜止釋放，恰好沿水平方向經(jīng)過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，粒子經(jīng)b點(diǎn)偏轉(zhuǎn)到達(dá)熒光屏的O′點(diǎn)（未畫出）.取g =" 10" m/s².求：

⑴ E₁的大小；
⑵ 加上磁場后，粒子由b點(diǎn)到O′點(diǎn)電勢能的變化量. （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，在XOY平面第一象限整個區(qū)域分布一勻強(qiáng)電場，電場方向平行y軸向下．在第四象限內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場，左邊界為Y軸，右邊界為

的直線，磁場方向垂直紙面向外．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，在電場力作用下從X軸上Q點(diǎn)以與X軸正方向45°角進(jìn)入勻強(qiáng)磁場．已知OQ＝d，不計粒子重力．求：

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

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、M′N′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′的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q_R＝1.05 J．g＝10 m/s².求：

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

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖，從陰極K發(fā)射的熱電子，重力和初速度均不計，通過加速電場后，沿圖示虛線垂直射入勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場區(qū)域足夠長，寬度為L＝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）電子在磁場中的運(yùn)動半徑R
（2）電子在磁場中運(yùn)動的時間t (結(jié)果保留

)
（3）若加速電壓大小可以改變，其他條件不變，為使電子在磁場中的運(yùn)動時間最長，加速電壓U應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，有一混合正離子束先后通過正交的電場、勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場區(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 來源：不詳 題型：計算題

（20分）如圖所示，水平線QC下方是水平向左的勻強(qiáng)電場；區(qū)域Ⅰ（梯形PQCD）內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，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，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，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的O點(diǎn)以某一速度射出，在電場力作用下從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)動后又會以原速率返回O點(diǎn)．（粒子重力忽略不計）求：

（1）該粒子的比荷；
（2）粒子從O點(diǎn)出發(fā)再回到O點(diǎn)的整個運(yùn)動過程所有可能經(jīng)歷的時間．

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