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带电粒子在电场中运动的综合应用
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如图所示，M、N是水平放置的很长的平行金属板，两板间有垂直于纸面沿水平方向的匀强磁场，其磁感应强度大小为B=0.25T，两板间距d=0.4m，在M、N板间右侧部分有两根无阻导线
网友投稿 2022-12-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，M、N是水平放置的很长的平行金属板，两板间有垂直于纸面沿水平方向的匀强磁场，其磁感应强度大小为B=0.25T，两板间距d=0.4m，在M、N板间右侧部分有两根无阻导线P、Q与阻值为0.3Ω的电阻相连．已知MP和QN间距离相等且等于PQ间距离的一半，一根总电阻为r=0.2Ω均匀金属棒ab在右侧部分紧贴M、N和P、Q无摩擦滑动，忽略一切接触电阻．现有重力不计的带正电荷q=1.6×10
-9
C的轻质小球以v
0
=7m/s的水平初速度射入两板间恰能做匀速直线运动，则：
（1）M、N间的电势差应为多少？
（2）若ab棒匀速运动，则其运动速度大小等于多少？方向如何？
（3）维持棒匀速运动的外力为多大？
◎ 答案
（1）粒子在两板间恰能做匀速直线运动，所受的电场力与洛仑兹力相等，即：
Eq=qv
0
B
U
d
q=qv
0
B
所以：U=Bdv=0.7V
（2）洛仑兹力方向向上，则电场力方向向下，U
MN
＞0，ab棒应向右做匀速运动
U
cd
=
BL
cd
v
R
+r
cd
R
U=U
ac
+U
cd
+U
ab
即
BL
cd
v
R
+r
cd
R+B
(L
ac
+L
ab
)v
=U
解得：v=8m/s
（3）因为只有cd端上有电流，受到安培力F=BIL
cd
得：F=B
BL
cd
v
R
+r
cd
L
cd
=
B
2
L
cd
2
v
R
+r
cd
=0.05N
答：（1）M、N间的电势差应为0.7V；
（2）若ab棒匀速运动，则其运动速度大小等于8m/s，方向向右；
（3）维持棒匀速运动的外力为0.05N
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，M、N是水平放置的很长的平行金属板，两板间有垂直于纸面沿水平方向的匀强磁场，其磁感应强度大小为B=0.25T，两板间距d=0.4m，在M、N板间右侧部分有两根无阻导线…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中运动的综合应用】，【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/409203.html
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