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有一个1000匝的矩形线圈,两端通过导线与平行金属板AB相连(如图所示),线圈中...

有一个1000匝的矩形线圈,两端通过导线与平行金属板AB相连(如图所示),线圈中有垂直纸面向外的匀强磁场;已知AB板长为2d,板间距离为d.当穿过线圈的磁通量增大且变化率为0.2Wb/s时,有一比荷为manfen5.com 满分网的带正电粒子以初速度v从上板的边缘射入板间,并恰好从下板的边缘射出;之后沿直线MN运动,又从N点射入另一垂直纸面向外磁感应强度为B=0.1T的圆形匀强磁场区(图中未画出),离开圆形磁场时速度方向偏转了60°.不计带电粒子的重力.试求
(1)AB板间的电压UAB
(2)v的大小
(3)圆形磁场区域的最小半径.

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(1)根据法拉第电磁感应定律,即可求解; (2)粒子做类平抛运动,根据运动的分解,结合牛顿第二定律与运动学公式,即可求解; (3)粒子做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,结合洛伦兹力公式,可求出运动半径,并由几何关系,即可求解. 【解析】 (1)由法拉第电磁咸应定律:① 得矩形线圈产生的感应电动势E=200V② 因为AB板间的电压等于线圈产生的电动势, 故  UAB=200V③ (2)带电粒子在AB板间做类平抛运动,设从下板边缘离开时竖直方向的速度为vy, 则:④水平方向:L=vt⑤ 竖直方向:⑥ 由④⑤⑥并代入数据得:⑦ (3)粒子进入磁场瞬间:vy=at=2.0×104m/s⑧ 带电粒子在圆形磁场区中做匀速圆周运动,           洛伦兹力作向心力:⑨⑩ 由⑧⑨⑩并代入数据得: 如图,由几何关系得弦NQ的长为 在过NQ两点的圆中,以弦NQ为直径的圆最小 圆形磁场区域的最小半径为: 答:(1)AB板间的电压200V; (2)v的大小2.0×104m/s; (3)圆形磁场区域的最小半径0.14 m.
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考点分析:
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②实验时,使小车靠近打点计时器,先____________(填“接通电源”或“放开小车”).
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D.增大d时,上下表面的电势差增大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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