题目内容
(10分)水平放置的平行金属板M N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直于纸面的交变磁场(如图a所示,垂直纸面向里为正),磁感应强度=50T,已知两板间距离d=0.3m,电场强度E=50V/m,M板中心上有一小孔P,在P正上方h=5cm处的O点,一带电油滴自由下落,穿过小孔后进入两板间,若油滴在t=0时刻进入两板间,最后恰好从N板边缘水平飞出。已知油滴的质量 m=10
kg,电荷量q=+2×10
C(不计空气阻力。重力加速度取g=10m/s2,取π=3)求:
(1)油滴在P点的速度;
(2)N板的长度;
(3)交变磁场的变化周期。
(1)1m/s (2)
(3)
解析试题分析:(1)由机械能守恒定律,得 ① 1分
解得,1m/s ② 1分
(2)进入场区时,因为:=10-3N ,
=10-3N,方向向上。
所以,重力与电场力平衡,粒子做匀速圆周运动。
所以, ③ 1分 解得,R=0.1m ④ 1分
油滴要想从N板右端水平飞出,粒子在场内做三次1/4圆弧运动。
所以,N板的长度 ⑤ 2分
解得, ⑥ 1分
(3)油滴在磁场中运动的周期 (或
)⑦ 1分
所以,交变磁场的周期 ⑧ 1分
联立解得, ⑨ 1分
考点:考查了带电粒子在复合场中的运动,做此类型的题目,受力分析是关键,然后根据受力分析判断粒子的运动性质,结合能量守恒定律以及牛顿定律分析解题
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如图所示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感应强度为B,方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻.一根与导轨接触良好、有效阻值为R的金属导线ab垂直导轨放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动,则(不计导轨电阻)
A.通过电阻R的电流方向为P→R→M |
B.a、b两点间的电压为BLv |
C.a端电势比b端高 |
D.外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热 |