(14分)如图甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向如图所示。O为隔板上的一个小孔,通过O点可以从不同方向向磁场区域发射电量为+q,质量为m,速率为的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁场的同一平面内运动。不计重力及粒子间的相互作用。
(1)如图乙所示,与隔板成450角的粒子,经过多少时间后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置与小孔的距离为多少?
(2)所有从O点射入的带电粒子在磁场中可能经过区域的面积为多少?
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(14分)如图甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向如图所示。O为隔板上的一个小孔,通过O点可以从不同方向向磁场区域发射电量为+q,质量为m,速率为的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁场的同一平面内运动。不计重力及粒子间的相互作用。
(1)如图乙所示,与隔板成450角的粒子,经过多少时间后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置与小孔的距离为多少?
(2)所有从O点射入的带电粒子在磁场中可能经过区域的面积为多少?
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相距的足够长金属导轨竖直放置,质量为的金属棒ab和质量为的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图a所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为,两棒总电阻为,导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上,大小按图b所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放,.
(1)指出在运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒受到的安培力方向;
(2)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小;
(3)已知在2s内外力F做功为53J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;
(4)求出cd棒达到最大速度所需的时间t,并求出cd棒所受摩擦力与时间t的关系式。
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如图(a)所示,水平放置的平行金属板A、B间加直流电压U, A板正上方有 “V”字型足够长的绝缘弹性挡板.在挡板间加垂直纸面的交变磁场,磁感应强度随时间变化如图(b),垂直纸面向里为磁场正方向,其中,未知.现有一比荷为、不计重力的带正电粒子从靠近B板的C点静止释放,t=0时刻,粒子刚好从小孔O进入上方磁场中,在 t1时刻粒子第一次撞到左挡板,紧接着在t1+t2时刻(t1、t2 均为末知)粒子撞到右挡板,然后粒子又从O点竖直向下返回C点.此后粒子立即重复上述过程,做周期性运动。粒子与挡板碰撞前后电量不变,沿板的分速度不变,垂直板的分速度大小不变、方向相反,不计碰撞的时间及磁场变化产生的感应影响.求:
(1)粒子第一次到达O点时的速率;
(2)图中B2的大小;
(3)金属板A和B间的距离d.
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如图所示,在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.许多相同的离子以相同的速率v由O点沿纸面向各个方向(y>0)射入磁场区域.不计离子所受的重力及离子间的相互影响.图中曲线表示离子运动的区域边界,其中边界与y轴交点为M,边界与x轴交点为N,且OM=ON=L.由此可判断( )
A.这些离子是带负电的
B.这些离子运动的轨道半径为L
C.这些离子的荷质比为=
D.当离子沿y轴正方向射入磁场时会经过N点
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如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距L=0.4m,导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨电阻不计.导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场,其方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示.一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动,且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变.求:
(1)金属棒在x=1m处的速度大小;
(2)金属棒从x=0运动到x=1m过程中,外力F所做的功;
(3)金属棒从x=0运动到x=2m过程中,流过金属棒的电量。
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如图所示,光滑的薄平板,放置水平桌面上,平板右端与桌面相齐,在平板上距右端处放一比荷为的带电体B(大小可忽略),A长,质量。在桌面上方区域内有电场强度不同的匀强电场,左侧电场强度为,方向水平向右;右侧电场强度为左侧的5倍,方向水平向左。在薄平板A的右端施加恒定的水平作用力F,同时释放带电体B,经过一段时间后,在处带电体B与薄平板A分离,其后带电体B到达桌边缘时动能恰好为零,求:
(1)处到桌面右边缘的距离;
(2)加在薄平板A上恒定水平作用力F的大小;
(3)从B与A分离开始计时,带电体B再一次回到分离点时运动的总时间。
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(2014•石景山区一模)如图所示,a、b是边界范围、磁感应强度大小和方向都相同的两个匀强磁场区域,a的下端离水平地面的高度比b高一些.甲、乙是两个完全相同的闭合正方形导线框,分别位于a、b的正上方,两线框的下端离地面的高度相同.两线框由静止同时释放,穿过磁场后落到地面,下落过程中线框平面始终保持与磁场方向垂直.下列说法正确的是( )
A.乙线框先落地
B.两线框同时落地
C.穿过磁场的过程中,乙线框产生的热量较少
D.穿过磁场的过程中,两线框产生的热量相同
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如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L,边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上,使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图( )
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如图所示,竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直纸面向外,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中( )
A.b、d两点的磁感应强度大小相等
B.a、b两点的磁感应强度大小相等
C.a点的磁感应强度最小
D.c点的磁感应强度最大
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