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如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,导体棒ab跨放在导轨上...

如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量m=0.2kg,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M=0.3kg,棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?方向如何?

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为了使物体匀速上升,应在棒中通入2.5A的电流,流过棒的电流方向为由a到b. 【解析】 试题分析:若要保持物体匀速上升,受力必须平衡.由于M所受的最大静摩擦力为0.5mg=1N,而M的重力为Mg=3N,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断电流的方向.根据平衡条件和安培力公式求出导体棒中电流的大小. 【解析】 导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N,M的重力为G=Mg=3N,则fm<G,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b. 根据受力分析,由平衡条件,则有F安=T+2f=BIL, 所以==2.5A; 答:为了使物体匀速上升,应在棒中通入2.5A的电流,流过棒的电流方向为由a到b. 【点评】此题是通电导体在磁场中平衡问题,要抓住静摩擦力会外力的变化而变化,挖掘临界条件进行求解.  
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如图所示,在xOy平面内,电荷量为q、质量为m的电子,从原点O垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,电子的速度为v0,方向与x轴正方向成30°角,试求:

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(1)电子从O点开始,第一次到达x轴所用的时间是多少?

(2)电子经过x轴的位置距坐标原点O的距离是多少?

 

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如图所示,虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动的方向与原入射方向成θ角.设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间的相互作用力及所受的重力.求:

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(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R;

(2)电子在磁场中运动的时间t;

(3)圆形磁场区域的半径r.

 

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质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,加速电压为U1;b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;c为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质量为m,电荷量为+q的带电粒子,经加速后,该粒子恰能沿直线通过速度选择器.粒子从O点进入分离器后在洛伦兹方的作用下做半个圆周运动后打到底片上并被接收,形成一个细条纹,测出条纹到O点的距离为L.求:

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(1)粒子离开加速器的速度大小v?

(2)速度选择器的电压U2

(3)该带电粒子荷质比满分5 manfen5.com的表达式.

 

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圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速度沿着AO方向对准圆心O射入磁场,其运动轨迹如图所示.若带电粒子只受磁场力的作用,下列说法正确的是(  )

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A.a粒子速率最小

B.c粒子速率最小

C.a粒子在磁场中运动的时间最长

D.它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc

 

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质量为m、带电量为q的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感强度为B,如图所示.若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是(  )

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A.小球带正电

B.小球在斜面上运动时做匀加速直线运动

C.小球在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动

D.则小球在斜面上下滑过程中,当小球对斜面压力为零时的速率为满分5 manfen5.com

 

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