如图甲所示,一长为L=2m的金属“U”型框与两平行金属板AB相连,两板之间用一绝缘光滑水平杆相连,一质量为M=0.1kg,电量大小为q=0.1c可看成质点的带电小球套在杆中并靠近A板

◎ 题目

如图甲所示,一长为L = 2m的金属“U”型框与两平行金属板AB相连,两板之间用一绝缘光滑水平杆相连,一质量为M=0.1kg,电量大小为q=0.1c可看成质点的带电小球套在杆中并靠近A板静止,从t=0时刻开始,在 “U”型框宽为d = 1m内加入垂直纸面向外且大小随时间变化的磁场(如图乙所示)后,发现带电小球可以向右运动.求:
1.小球带何种电荷
2.小球达到B板时的速度大小
3.通过分析计算后在丙图坐标系中作出小球在AB杆上的V-t图象.

◎ 答案

(1)小球带负电荷(2)1m/s(3)

◎ 解析

(1)小球带负电荷   (3分)
(2)两极板间的电势差U=LdΔB/Δt = 1v  (2分)
E="U/L" (1分)  F="Eq" (1分)   a=F/M(1分)
a===m/s2    (1分)
S1==1m (2分)
V1=at=1m/s  (2分)
以后一直匀速运动,即达B板速度为1m/s (1分)
(3)加速距离S=1m   
匀速运动时间T=(2-1)/1=1s   (1分)
作图如下  (3分)

本题考查电场力做功,由法拉第电磁感应定律可知电压U=1V,由牛顿第二定律求出加速度,由运动学公式求出末速度

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,一长为L=2m的金属“U”型框与两平行金属板AB相连,两板之间用一绝缘光滑水平杆相连,一质量为M=0.1kg,电量大小为q=0.1c可看成质点的带电小球套在杆中并靠近A板…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的加速】  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。

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