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如图(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、导轨左端接有阻值为...

如图(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上.导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好.在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v1匀速向右移动时,导体棒随之开始运动,同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内.
(1)求导体棒所达到的恒定速度v2
(2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少?
(3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大?
(4)若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动,经过较短时间后,导体棒也做匀加速直线运动,其v-t关系如图(b)所示,已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为vt,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小.

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导体棒受力平衡,可求所达到的恒定速度v2,为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过所受的最大安培力,即导体棒不动时,安培力最大,由受力平衡可求;根据能量守恒、功率关系求解;对导体棒受力分析由牛顿第二定律,且加速度为斜率. 【解析】 (1)有电磁感应定律,得         E=BL(v1-v2)          闭合电路欧姆定律           I=         导体棒所受安培力                       速度恒定时有          可得     (2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过所受的最大安培力,即导体棒不动时,安培力最大为                                                                                (3)根据能量守恒,单位时间内克服阻力所做的功,即摩擦力的功率                      电路中消耗的电功         (4)因导体棒要做匀加速运动,必有v1-v2为常数,设为△v,则:                                则                  可解得                               答:(1)求导体棒所达到的恒定速度; (2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过 (3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为, (4)导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小为.
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考点分析:
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如图所示,在 xOy 平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外,磁感应强度为 B 的匀强磁场,在第四象限内存在方向沿-y 方向、电场强度为 E  的匀强电场.从 y 轴上坐标为(0,a)的 P 点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子,速度方向范围是与+y 方向成30°-150°角,且在 xOy 平面内.结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到 x 轴上,然后进入第四象限内的正交电磁场区.已知带电粒子电量为+q,质量为 m,粒子重力不计.
(1)所有通过第一象限磁场区的粒子中,求粒子经历的最短时间与最长时间的比值;
(2)求粒子打到 x 轴上的范围;
(3)从 x 轴上 x=a 点射入第四象限的粒子穿过正交电磁场后从 y 轴上 y=-b 的 Q 点射出电磁场,求该粒子射出电磁场时的速度大小.

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如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动,规定经过O点且水平向右为x轴正方向.在圆心O点正上方距盘面高为h处有一个可间断滴水的容器,从t=0时刻开始容器沿水平轨道向x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动.已知t=0时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水.则
(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上?
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上,圆盘的角速度ω应为多大?
(3)当圆盘的角速度为manfen5.com 满分网πmanfen5.com 满分网时,第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为s,求容器的加速度a.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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