(16分)空间有一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,两相同的长方形金属板MN、PQ竖直平行放置,俯视如图。两板间距L=0.20m,与两板间距等长的金属棒AB垂直放在金属板上

◎ 题目

(16分)空间有一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,两相同的长方形金属板MNPQ竖直平行放置,俯视如图。两板间距L=0.20m,与两板间距等长的金属棒AB垂直放在金属板上,可无摩擦滑动,其电阻R0=4Ω,金属板的右边接有如图电路,电阻R1=4Ω,R,2=2Ω。现有不计重力的带电粒子以v0=2m/s的水平初速度射入两板间,问:

(1)欲使粒子能保持水平方向做匀速直线运动,金属棒AB运动速度的大小和方向;
(2)若金属棒AB保持以(1)中速度做匀速滑动,作用在AB上的外力多大;
(3)若使金属棒在稳定运动过程中突然停止,则在停止运动的瞬间,作用在棒上的磁场力大小与方向。

◎ 答案

(1)向右运动 4m/s(2)0.0128N(3)0.0064N  方向向右

◎ 解析

⑴带电粒子在板间受电场力与磁场力等值反向方可作匀速直线运动,无论是正电荷还是负电何都要求φAφB。棒AB应向右运动。(1分)
Bqv0=q (2分) 
 (2分)
 (1分)
(2)棒以4m/s右行, 水平外力为F,有F = FBIL (1分) 
  (1分)  
E=BLv  (1分)
代入得(2分)
⑶当棒突然停止时,电容器放电,棒上电流方向由AB,所以棒所受安培力方向向右,此时流过棒的电流大小为:
 (1分) 
 (2分)
 (1分)
F2BIL,得:F2=0.0064N (1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(16分)空间有一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,两相同的长方形金属板MN、PQ竖直平行放置,俯视如图。两板间距L=0.20m,与两板间距等长的金属棒AB垂直放在金属板上…”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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