时间:2017-03-02 10:41:12
1、选择题 如图9所示,光滑的“∏”形金属导体框竖直放置,质量为m的金属棒MN与框架接触良好.磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反,但均垂直于框架平面,分别处在abcd和cdef区域.现从图示位置由静止释放金属棒MN,当金属棒进入磁场B1区域后,恰好做匀速运动.以下说法中正确的有( )
A.若B2=B1,金属棒进入B2区域后将加速下滑
B.若B2=B1,金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑
C.若B2<B1,金属棒进入B2区域后可能先加速后匀速下滑
D.若B2>B1,金属棒进入B2区域后可能先减速后匀速下滑
2、计算题 如图所示,两平行的、间距为d的光滑金属导轨b1b2b3b4、c1c2c3c4分别固定在竖直平面内,整个导轨平滑连接,b2b3、c2c3位于同一水平面(规定该水平面的重力势能为零),其间有一边界为b2b3c3c2、方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨两端均连有电阻为R的白炽灯泡。一长为d的金属杆PN与两导轨接触良好,其质量为m、电阻为。若金属杆从导轨左侧某一位置开始以初速度v0滑下,通过磁场区域后,再沿导轨右侧上滑至其初始位置高度一半时速度恰为零,此后金属杆做往复运动。金属杆第一次通过磁场区域的过程中,每个灯泡产生的热量为Q,重力加速度为g,除金属杆和灯泡外其余部分的电阻不计。求:
(1)金属杆第一次通过磁场区域的过程中损失的机械能;
(2)金属杆初始位置的高度;
(3)金属杆第一次刚进入磁场区域时加速度的大小。
3、简答题 如图所示,坐标系xoy位于竖直平面内,所在空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一个带正电的油滴经图中x轴上的M点,沿着直线MP做匀速运动,过P点后油滴进入x>0的区域,图中。要使油滴在x>0的区域内做匀速圆周运动,需在该区域内加一个匀强电场。若带电油滴做匀速圆周运动时沿
弧垂直于x轴通过了轴上的N点,求:
(1)油滴运动速率的大小;
(2)在x>0的区域内所加电场的场强大小和方向;
(3)油滴从x轴上的M点经P点运动到N点所用的时间。
4、计算题 如图所示,带正电的粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线连续射入,MN板间接有如图乙所示的随时间变化的电压
,令电场只存在两板间,紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B,CD为分界线、EF为屏幕,已知金属板间距、磁场宽度、极板长均为0.2m,每个带正电粒子速度
,比荷为
,粒子重力不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,可认为电场是恒定不变的,求:
(1)带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径;
(2)带电粒子射出电场的最大速度;
(3)带电粒子打在屏幕EF上的范围。
5、计算题 (15分)如图所示,在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场:垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ,O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点,OM=MP=L.在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场. 一质量为带电量为
的带电粒子从电场中坐标为(-2L,-L)的点以速度v0沿+x方向射出,恰好经过原点O处射入区域Ⅰ又从M点射出区域Ⅰ(粒子的重力忽略不计)
(1)求第三象限匀强电场场强E的大小;
(2)求区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度B的大小;
(3)如带电粒子能再次回到原点O,问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少?粒子两次经过原点O的时间间隔为多少?