(14分)如图水平放置的上下平行金属板M、N相距d=0.2m,板间有竖直纸面向内的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,极板按如图所示的方式接入电路。足够长的、间距为L=1m的光滑平

◎ 题目

(14分)如图水平放置的上下平行金属板MN相距d=0.2m,板间有竖直纸面向内的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,极板按如图所示的方式接入电路。足够长的、间距为L=1m的光滑平行金属导轨CDEF水平放置,导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度也为B。电阻为r=1的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好。已知滑动变阻器的总阻值为R=4,滑片P的位置位于变阻器的中点。有一个电荷量为q=+2.0×10-5C的带电小球,沿光滑斜面下滑后从两板中间左端沿中心线水平射入场区。(g=10m/s2

(1)小球从高H=0.45m处由静止开始下滑,到C点时速度v0多大?
(2)若金属棒ab静止,小球以初速度v0射入后,恰从两板间沿直线穿过,求小球的质量m=?
(3)当金属棒ab以速度v=1.5m/s的速度向左匀速运动时,试求:小球从多高的地方滑下时,小球恰能垂直的打在金属板M上。

◎ 答案

(1)
(2)m =3×10-6kg
(3)H=1/180m

◎ 解析

(1)由动能定理:mgH=mv20/2-0
解得:
(2)金属棒ab静止时,MN间只有磁场,由平衡条件有:
qBv0=mg
解得:m=qBv0/g=3×10-6kg
(3)当金属棒ab向左匀速运动时,感应电动势 
板间电压:
小球进入磁场时,所受电场力:
可见,小球进入磁场后只受洛伦磁力的作用,将做匀速圆周运动,设轨迹半径为,则
垂直打在金属板上,则   
解得="1/3  " m/s
A→C:由动能定理:mgH=mv2/2-0
解得:H=v2/2g=1/180m

◎ 知识点

    专家分析,试题“(14分)如图水平放置的上下平行金属板M、N相距d=0.2m,板间有竖直纸面向内的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,极板按如图所示的方式接入电路。足够长的、间距为L=1m的光滑平…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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