如图所示.质量为m.边长为L的正方形闭合线圈从有理想边界的水平匀强磁场上方h高处由静止起下落.磁场区域的边界水平.磁感应强度大小为B．线圈的电阻为R.线圈平面始终在竖直面内并与磁场方向垂直.ab边始终保持水平．若线圈一半进入磁场时恰开始做匀速运动.重力加速度为g．求:(1)线圈一半进入磁场时匀速运动的速度v．(2)从静止起到达到匀速运� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图所示，质量为m、边长为L的正方形闭合线圈从有理想边界的水平匀强磁场上方h高处由静止起下落，磁场区域的边界水平，磁感应强度大小为B．线圈的电阻为R，线圈平面始终在竖直面内并与磁场方向垂直，ab边始终保持水平．若线圈一半进入磁场时恰开始做匀速运动，重力加速度为g．求：

（1）线圈一半进入磁场时匀速运动的速度v．
（2）从静止起到达到匀速运动的过程中，线圈中产生的焦耳热Q
（3）从线圈cd边进入磁场到开始做匀速运动所经历的时间t

（1）

（2）

（3）

试题分析：（1）线圈匀速运动时，受到的重力和安培力平衡

（1分）

（2分）
得：

（2分）
（2）线圈从开始下落到匀速运动过程中，由能量守恒定律

（2分）
得：

（2分）
（3）设线圈进入磁场过程中的加速度为a

（2分）

线圈进入磁场过程中，设极短时间

内的速度变化为

又

（2分）

其中

（1分）

（2分）
点评：本题难度较大，线圈进入磁场时匀速运动，说明重力和安培力大小相等，在穿出磁场过程中线圈减小的重力势能转化为动能和焦耳热

练习册系列答案

使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d 应满足的条件．

如图所示，阴极射线管接通电源后，电子束由阴极沿x轴正方向射出，在荧光板上会看到一条亮线．要使荧光板上的亮线向z轴负方向偏转，可采用的方法是

A．加一沿y轴负方向的磁场	B．加一沿z轴正方向的磁场
C．加一沿y轴正方向的电场	D．加一沿z轴负方向的电场

在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中，电场强度E和磁感应强度B随时间t做周期性变化的图象如图所示。x 轴正方向为E的正方向，垂直纸面向里为B的正方向。在坐标原点O有一粒子P，其质量和电荷量分别为m和+q.不计重力。在t=时刻释放P，它恰能沿一定轨道做往复运动。

（1）求P在磁场中运动时速度的大小v₀；
（2）求B₀应满足的关系；
（3）在t₀（0＜t₀＜）时刻释放P，求P速度为零时的坐标。

如图，在x＞0的空间中，存在沿x轴方向的匀强电场，电场强度E＝10 N/C；在x＜0的空间中存在垂直于xOy平面方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T。一带负电的粒子（比荷q/m＝160 C/kg），在x＝0.06 m处的D点以v₀＝8 m/s的初速度沿y轴正方向开始运动，不计带电粒子的重力。求：

（1）带电粒子开始运动后第一次通过y轴时距O点的距离。
（2）带电粒子开始运动后第一次通过y轴的速度大小和方向；
（3）带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场；

匀强电场的方向沿x轴正方向，电场强度E随x的分布如图所示，图中E₀和d均为已知量．将带正电的质点A在O点由静止释放．A离开电场足够远后，再将另一带正电的质点B放在O点也由静止释放．当B在电场中运动时，A、B间的相互作用力及相互作用能均为零；B离开电场后，A、B间的相互作用视为静电作用．已知A的电荷量为Q，A和B的质量分别为m和

．不计重力．
（1）求A在电场中的运动时间t；
（2）若B的电荷量为q=

Q，求两质点相互作用能的最大值E_pm；
（3）为使B离开电场后不改变运动方向，求B所带电荷量的最大值q_m．

如图所示，相互垂直的匀强电场和匀强磁场，其电场强度和磁感应强度分别为E和B，一个质量为m，带正电荷量为q的油滴，以水平速度v₀从a点射入，经一段时间后运动到b.试计算：

(1)油滴刚进入叠加场a点时的加速度．
(2)若到达b点时，偏离入射方向的距离为d，此时速度大小为多大？

（12分）如图所示，宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上，框架的上端接有一个压敏电阻元件，其阻值与其两端所加电压成正比，即R=kU，式中k为已知的常数．框架上有一质量为m，离地高为h的金属棒，金属棒与框架始终接触良好无摩擦，且保持水平，磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于框架平面向里．今将金属棒由静止释放，棒沿框架向下运动，不计金属棒电阻，重力加速度为g．试求：

（1）金属棒运动过程中，流过棒的电流大小和方向；
（2）金属棒落到地面时的速度大小；
（3）金属棒从释放到落地过程中通过电子元件的电量．

如图所示，真空有一个半径r="0.5" m的圆形磁场，与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10^-3 T,方向垂直于纸面向里，在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L₁="0.5" m的匀强电场区域，电场强度E=1.5×10³ N/C。在x="2" m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏，从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比

=1×10⁹ C/kg带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子，恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求：

（1）粒子进入电场时的速度和沿y轴正方向射入的粒子在磁场中运动的时间？
（2）从O点入射的所有粒子经磁场偏转后出射的速度方向有何特点？请说明理由。
（3）速度方向与y轴正方向成30°（如图中所示）射入磁场的粒子，最后打到荧光屏上，该发光点的位置坐标。

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