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(13分) 如圖所示，足夠長的光滑導軌ab、cd固定在豎直平面內，導軌間距為d，b、c兩點間接一阻值為r的電阻。ef是一水平放置的導體桿，其質量為m、有效電阻值為r，桿與ab、cd保持良好接觸。整個裝置放在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直�，F(xiàn)用一豎直向上的力拉導體桿，使導體桿從靜止開始做加速度為的勻加速運動，上升了H高度，這一過程中bc間電阻r產生的焦耳熱為Q，g為重力加速度，不計導軌電阻及感應電流間的相互作用。求：

⑴導體桿上升到H過程中通過桿的電量；
⑵導體桿上升到H時所受拉力F的大��；
⑶導體桿上升到H過程中拉力做的功。
（1）　　�。�2）　　�。�3）

試題分析：（1）導體桿上升到H過程中，回路面積減小，磁通量變化產生感應電動勢，根據電磁感應定律得：
根據閉合電路的歐姆定律得：感應電流平均值 
通過桿的感應電量為 
以上各式聯(lián)立解得：導體桿上升到H過程中通過桿的電量 
（2）設ef上升到H時，速度為、拉力為F、感應電流瞬時值為，根據運動學公式得：
　解得 
根據牛頓第二定律，得   
根據閉合電路的歐姆定律，得     
綜上三式，聯(lián)立解得導體桿上升到H時所受拉力F的大小 
（3）導體桿上升到H過程中，安培力做負功，由功能關系知克服安培力做功為回路產生的電熱的2倍，即．
由功能關系得： 
解得： 
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，某一真空室內充滿豎直向下的勻強電場E，在豎直平面內建立坐標系xOy，在y<0的空間里有與場強E垂直的勻強磁場B，在y>O的空間內，將一質量為m的帶電液滴（可視為質點）自由釋放，此液滴則沿y軸的負方向，以加速度a=2g（g為重力加速度）做勻加速直線運動，當液滴運動到坐標原點時，被安置在原點的一個裝置瞬間改變了帶電性質（液滴所帶電荷量和質量均不變），隨后液滴進入y<0的空間運動．液滴在y<0的空間內的運動過程中
A．重力勢能一定不斷減小B．電勢能一定先減小后增大
C．動能不斷增大D．動能保持不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（17分）如圖所示，大量質量為m、電荷量為+q的粒子，從靜止開始經極板A、B間加速后，沿中心線方向陸續(xù)進入平行極板C、D間的偏轉電場，飛出偏轉電場后進入右側的有界勻強磁場，最后從磁場左邊界飛出．已知A、B間電壓為U0；極板C、D長為L，間距為d；磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，磁場的左邊界與C、D右端相距L，且與中心線垂直．假設所有粒子都能飛出偏轉電場，并進入右側勻強磁場，不計粒子的重力及相互間的作用．則：

（1）求粒子在偏轉電場中運動的時間t；
（2）求能使所有粒子均能進入勻強磁場區(qū)域的偏轉電壓的最大值U；
（3）接第（2）問，當偏轉電壓為U/2時，求粒子進出磁場位置之間的距離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，一束電子的電荷量為e，以速度v垂直左邊界射入磁感應強度為B、寬度為d的有界勻強磁場中，穿過磁場時的速度方向與原來電子的入射方向的夾角θ是30°，則電子的質量是多少？電子穿過磁場的時間又是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在豎直平面內建立xOy直角坐標系，Oy表示豎直向上的方向。已知該平面內存在沿x軸負方向的區(qū)域足夠大的勻強電場，現(xiàn)有一個帶電量為2.5×10-4C，質量為0.5kg 的小球從坐標原點O沿y軸正方向以一定的初速度豎直向上拋出，它到達的最高點位置為圖中的Q點，不計空氣阻力，g取10 m/s2。試分析求解：

(1) 小球帶何種電荷；
(2) 該勻強電場的電場強度大��；
(3) 小球從O點拋出到落回x軸的過程中電勢能的改變量；
(4) 小球落回x軸時的動能。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在x＜0的區(qū)域內存在沿y軸負方向的勻強電場，在第一象限傾斜直線OM的下方和第四象限內存在垂直紙面向里的勻強磁場。一帶電粒子自電場中的P點沿x軸正方向射出，恰好經過坐標原點O進入勻強磁場，經磁場偏轉后垂直于y軸從N點回到電場區(qū)域，并恰能返回P點。已知P點坐標為，帶電粒子質量為m，電荷量為q，初速度為v0，不計粒子重力。求：

（1）勻強電場的電場強度大小；
（2）N點的坐標；
（3）勻強磁場的磁感應強度大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）英國物理學家麥克斯韋認為，變化磁場會在空間激發(fā)感生電場，感生電場對自由電荷做功產生感生電動勢。如圖甲所示，方向豎直向下的磁場磁感應強度均勻增加，磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律為B=kt(k為常數(shù)），這時產生感生電場的電場線是一系列逆時針方向以0為圓心的同心圓，且同一條電場線上各點的場強大小相等。
(1)在垂直磁場的平面內放一半徑為r的導體環(huán)，求導體環(huán)中產生的感生電動勢e；
(2）若在垂直磁場的平面內固定一半徑為：的光滑絕緣細管，管內有一質量為m、帶電量為+q的輕質小球，如圖乙所示，使磁感應強度由零開始增大同時小球在感生電場的作用下，從靜止開始運動，已知在半徑為r的細管內二周產生的感生電動勢e與該處感生電場電場強度E的關系為e=E·2πr，求當磁感應強度增大到B0時，細管對小球的彈力。（設小球在運動過程中電荷量保持不變，對原磁場的影響可忽略，不計小球重力。）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如右圖所示，PQ是兩塊平行金屬板，上極板接電源正極，兩極板之間的電壓為U=1．2×104V，一帶負電的粒子通過P極板的小孔以速度v0=2．0×104m/s垂直金屬板飛入，通過Q極板上的小孔后，垂直AC邊經中點O進入邊界為等腰直角三角形的勻強磁場中，磁感應強度為B=1．0T，邊界AC的長度為L=1．6m，粒子比荷=5×104C/kg，不計粒子的重力。求：

（1）粒子進入磁場時的速度大��；
（2）粒子經過磁場邊界上的位置到B點的距離以及在磁場中的運動時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在xOy坐標系中，y>0的范圍內存在著沿y軸正方向的勻強電場；在y<0的范圍內存在著垂直紙面的勻強磁場(方向未畫出)。已知OA＝OC＝CD＝DE＝EF＝L，OB＝L�，F(xiàn)在一群質量為m、電荷量大小為q(重力不計)的帶電粒子，分布在A、B之間。t＝0時刻，這群帶電粒子以相同的初速度v0沿x軸正方向開始運動。觀察到從A點出發(fā)的帶電粒子恰好從D點第一次進入磁場，然后從O點第一次離開磁場。

(1)試判斷帶電粒子所帶電荷的正負及所加勻強磁場的方向；
(2)試推導帶電粒子第一次進入磁場的位置坐標x與出發(fā)點的位置坐標y的關系式；
(3)試求從A點出發(fā)的帶電粒子，從O點第一次離開磁場時的速度方向與x軸正方向的夾角θ。(圖中未畫出)

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