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如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁场...

如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里,弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为,已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm,闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2,判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量.

 

金属棒的质量为0.01kg 【解析】试题分析:依题意,开关闭合后,电流方向从b到a,由左手定则可知,金属棒所受安培力方向竖直向下。 开关断开时,两弹簧各自相对于其原长伸长为.由胡克定律和力的平衡条件得 式中,m为金属棒的质量,k是弹簧的劲度系数,g是重力加速度的大小。 开关闭合后,金属棒所受安培力的大小为② 式中,I是回路电流,L是金属棒的长度。两弹簧各自再伸长了,由胡克定律和力的平衡条件得③ 由欧姆定律有 式中,E是电池的电动势,R是电路总电阻。 联立①②③④式,并代入题给数据得⑤ 考点:考查了有安培力时的共点力平衡 【名师点睛】在闭合前,导体棒处于平衡状态,在闭合后,根据闭合电路的欧姆定律求的电流,根据左手定则判断出安培力的方向,根据F=BIL求的安培力,由共点力平衡求的质量.  
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考点分析:
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如图所示质量为m、电荷量为q的带电粒子以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场在磁场中做匀速圆周运动.不计带电粒子所受重力.

(1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T

(2)为使该粒子做匀速直线运动还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场求电场强度E的大小.

 

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如图所示,AC两点分别位于x轴和y轴上,OCA=30°,OA的长度为L.OCA区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场.质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以平行于y轴的方向从OA边射入磁场.已知粒子从某点入射时,恰好垂直于OC边射出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为t0.不计重力.

(1) 求磁场的磁感应强度的大小.

(2) 若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场,恰好从OC边上的同一点射出磁场,求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和.

(3) 若粒子从某点射入磁场后,其运动轨迹与AC边相切,且在磁场内运动的时间为t0,求粒子此次入射速度的大小.

 

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如图两根通电长直导线ab平行放置ab中的电流强度分别为I2I,此时a受到的磁场力为F若以该磁场力的方向为正b受到的磁场力为________ab的正中间再放置一根与ab平行共面的通电长直导线ca受到的磁场力大小变为2F则此时b受到的磁场力为________

 

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两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的

A. 轨道半径减小,角速度增大    B. 轨道半径减小,角速度减小

C. 轨道半径增大,角速度增大    D. 轨道半径增大,角速度减小

 

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(多选)有两个匀强磁场区域Ⅱ,Ⅰ中的磁感应强度是中的k两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动.与中运动的电子相比,Ⅱ中的电子(    )

A. 运动轨迹的半径是中的k

B. 加速度的大小是中的k

C. 做圆周运动的周期是中的k

D. 做圆周运动的角速度是中的k

 

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