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正文內(nèi)容

20xx年高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用練習(xí)-資料下載頁

2025-03-15 03:52本頁面
  

【正文】 (4)若在棒未出磁場區(qū)域時(shí)撤去外力,畫出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中速度隨位移變化所對應(yīng)的各種可能的圖線.【解析】 (1)金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)R兩端電壓U∝I∝ε∝v,U隨時(shí)間均勻增大,即v隨時(shí)間均勻增大∴加速度為恒量,即金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)(2)F-v=ma,將Fv得:(-)v+=ma∵加速度為恒量,與v無關(guān),∴ma=,-=0代入數(shù)據(jù)得:B=,a=/s2(3)撤去外力前金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離為x1=at2v0=x2=atx1+x2=s,∴at2+at=st2t-1=0,解方程得t=1s(4)13.(2010河北正定中學(xué)高三測試)如圖所示,在直角三角形ACD所包圍的區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場,AC邊豎直,CD邊水平,且邊長AC=2CD=2d,在該磁場的右側(cè)處有一對豎直放置的平行金屬板MN,兩板間的距離為L,在板中央各有一個(gè)小孔OO2,OO2在同一水平直線上,與平行金屬板相接的是兩條豎直放置的間距也為L的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌處在水平向里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)體棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好,與阻值為R的電阻形成閉合回路(導(dǎo)軌的電阻不計(jì)),整個(gè)裝置處在真空室中.有一束電荷量為+q,質(zhì)量為m的粒子流(重力不計(jì),運(yùn)動(dòng)中粒子不會(huì)發(fā)生相撞),以速率v0從CD邊中點(diǎn)豎直向上射入磁場區(qū)域,射出磁場后能沿O1O2方向進(jìn)入兩平行金屬板間并能從O2孔射出.現(xiàn)由靜止釋放導(dǎo)體棒PQ,其下滑一段距離后開始勻速運(yùn)動(dòng),此后粒子恰好不能從O2孔射出,而能返回后從磁場的AD邊射出,假設(shè)返回的粒子與入射的粒子不會(huì)相撞.求:(1)在直角三角形ACD內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′;(2)導(dǎo)體棒PQ的質(zhì)量m′;(3)帶電粒子從CD邊進(jìn)入磁場到AD邊射出磁場所用的時(shí)間.【解析】 (1)粒子在ACD磁場中沿圓弧運(yùn)動(dòng),半徑r=qv0B′=m所以B′=(2)粒子剛好不能從O2孔射出,則qU=mvI=安培力F=ILB導(dǎo)體棒勻速時(shí),F(xiàn)=m′g解得:m′=(3)當(dāng)導(dǎo)體棒PQ勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),返回的帶電粒子恰能從AD邊射出,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T==粒子第一次從進(jìn)入磁場到出磁場的時(shí)間t1==出磁場到進(jìn)電場前做勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2=進(jìn)入電場中做勻減速運(yùn)動(dòng),由直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得:L=t3,t3=再反向加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與t3相同,粒子再次進(jìn)入磁場中將向上偏轉(zhuǎn),由運(yùn)動(dòng)的對稱性可以判斷粒子在AD邊上的出射點(diǎn)剛好是AD邊的中點(diǎn),轉(zhuǎn)過的圓心角為90176。,又運(yùn)動(dòng)了個(gè)周期,則粒子從CD邊進(jìn)入磁場到從AD邊射出磁場所用的時(shí)間為:t=2t1+2t2+2t3=+
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