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如图所示,一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光...

如图所示,一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑槽轨.槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=0.50T.有一个质量m=0.10g、带电量为q=+1.6×10-3C的小球在水平轨道上向右运动.若小球恰好能通过最高点,重力加速度g=10m/s2.求:

1)小球在最高点所受的洛伦兹力F

2)小球的初速度v0

 

(1)F=8×10-4N(2)v0=4.58m/s 【解析】 (1)设小球在最高点的速度为v,则由题意和左手定则得: ① 方向竖直向上。 由于小球恰好能通过最高点,由牛顿第二定律有: ② 联解①②代入数据得: F=8×10-4N ③ (2)由于轨道光滑,且洛伦兹力不做功,由机械能守恒定律可得: ④ ⑤ 联解④⑤代入数据得: v0=4.58m/s ⑥
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考点分析:
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如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源,现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨 电阻不计,g10m/s2(已知sin37°=0.60cos37°=0.80).求:

1)通过导体棒的电流; 

2)导体棒受到的安培力大小;

3)导体棒受到的摩擦力.

 

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音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机,如图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等,某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I.

(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向;

(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v,求安培力的功率.

 

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物体的带电量是一个不易测得的物理量,某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量.如图(a)所示,他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上,打点计时器固定在长木板末端,物块靠近打点计时器,一纸带穿过打点计时器与物块相连,操作步骤如下,请结合操作步骤完成以下问题:

1)为消除摩擦力的影响,他将长木板一端垫起一定倾角,接通打点计时器,轻轻推一下小物块,使其沿着长木板向下运动.多次调整倾角θ,直至打出的纸带上点迹_,测出此时木板与水平面间的倾角,记为θ0

2)如图(b)所示,在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场,用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连,绳与滑轮摩擦不计.给物块A带上一定量的正电荷,保持倾角θ0不变,接通打点计时器,由静止释放小物块A,该过程可近似认为物块A带电量不变,下列关于纸带上点迹的分析正确的是________

A.纸带上的点迹间距先增加后减小至零

B.纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值

C.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差不变

D.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差逐渐减少,直至间距不变

3)为了测定物体所带电量q,除θ0、磁感应强度B外,本实验还必须测量的物理量有_______

A.物块A的质量M

B.物块B的质量m

C.物块A与木板间的动摩擦因数μ 

D.两物块最终的速度v

4)用重力加速度g,磁感应强度Bθ0和所测得的物理量可得出q的表达式为______

 

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如图所示,某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验两根金属导轨固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直.

1)在图中画出连线,完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动.

______

2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:

A.适当增加两导轨间的距离     B.换一根更长的金属棒      C.适当增大金属棒中的电流

其中正确的是________(填入正确选项前的标号).

 

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某同学自制一电流表,其原理如图所示。质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,在矩形区域abcd内有匀强磁场,ab=L1bc=L2磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针,可指示出标尺上的刻度。MN的长度大于ab,当MN中没有电流通过且处于静止时,MN与矩形区域的ab边重合,且指针指在标尺的零刻度;当MN中有电流时,指针示数可表示电流强度。MN始终在纸面内且保持水平,重力加速度为g.下列说法中正确的是

A. 当电流表的示数为零时,弹簧的伸长量为

B. 标尺上的电流刻度是不均匀的

C. 为使电流表正常工作,流过金属杆的电流方向为M→N

D. 电流表的量程为

 

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