题目内容

如图所示，一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈，从h1=5m的高处由静止开始下落，然后进入匀强磁场，当下边进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动。

（1）求匀强磁场的磁感应强度B。
（2）如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.15s，求磁场区域的高度h2.
（3）求线圈的下边刚离开磁场的瞬间，线圈的加速度的大小和方向。
（4）从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内，在线圈中产生的焦耳热是多少？
（1）B=0.4T  (2) （3） ，方向向上(4)Q=mgL=0.08J
（1）设线圈刚进入磁场时的速度为v0，则据机械能守恒定律可得：
  （2分）
根据平衡条件可得（2分） ，解得B=0.4T   （1分）
(2)因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动，用时t0=0.05s，   （1分）
所以线圈做加速运动的时间t1=0.1s， （2分）
(3) 线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度V=v0+gt1=11m/s;  （2分）
线圈的加速度的大小 ，方向向上。（3分）
(4)Q=mgL=0.08J     （3分）
练习册系列答案
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如图甲所示，在边界MN左侧存在斜方向的匀强电场E1，在MN的右侧有竖直向上、场强大小为E2=0.4N/C的匀强电场，还有垂直纸面向内的匀强磁场B（图甲中未画出）和水平向右的匀强电场E3（图甲中未画出），B和E3随时间变化的情况如图乙所示，P1P2为距MN边界2.28m的竖直墙壁，现有一带正电微粒质量为4×10-7kg，电量为1×10-5C，从左侧电场中距MN边界m的A处无初速释放后，沿直线以1m/s速度垂直MN边界进入右侧场区，设进入右侧场时刻t=0， 取g =10m/s2．求：
（1）MN左侧匀强电场的电场强度E1的大小及方向。（sin37º=0.6）；
（2）带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度的大小及方向；
（3）带电微粒在MN右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞？（≈0.19）
（20分）如图所示，在坐标系xOy所在平面内有一半径为a的圆形区域，圆心坐标O1（a , 0），圆内分布有垂直xOy平面的匀强磁场。在坐标原点O处有一个放射源，放射源开口的张角为90°，x轴为它的角平分线。带电粒子可以从放射源开口处在纸面内朝各个方向射出，其速率v、质量m、电荷量+q均相同。其中沿x轴正方向射出的粒子恰好从O1点的正上方的P点射出。不计带电粒子的重力，且不计带电粒子间的相互作用。
（1）求圆形区域内磁感应强度的大小和方向；
（2）a．判断沿什么方向射入磁场的带电粒子运动的时间最长，并求最长时间；
b．若在y≥a的区域内加一沿y轴负方向的匀强电场，放射源射出的所有带电粒子运动过程中将在某一点会聚，若在该点放一回收器可将放射源射出的带电粒子全部收回，分析并说明回收器所放的位置。
如图下图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强
磁场，y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区的右边界。现有一质量为m.电量为-q的
带电粒子，从电场中的P点以初速度V0沿x轴正方向开始运动，已知P点的坐标为
（－L，0）且，试求：
（1）带电粒子运动到Y轴上时的速度
（2）要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回到电场中，磁场的宽度最大为多少（不计带电粒子的重力）
如图所示，带电平行金属板相互正对水平放置，两板间存在着水平方向的匀强磁场。带电液滴a沿垂直于电场和磁场的方向进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，在它正前方有一个静止在小绝缘支架上不带电的液滴b。带电液滴a与液滴b发生正碰，在极短的时间内复合在一起形成带电液滴c，若不计支架对液滴c沿水平方向的作用力，则液滴离开支架后  (       )
A．液滴一定带正电B．一定做直线运动
C．一定做匀速圆周运动D．一定做匀变速曲线运动
．(6分)如图(甲)所示，一带电粒子以水平速度v0先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域的宽度相同且紧邻在一起，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中(其所受重力忽略不计)，电场和磁场对粒子所做的功为W1；若把电场和磁场正交重叠，如图(乙)所示，粒子仍以初速度v0穿过重叠场区，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总功为W2，比较W1和W2，则W1________W2(填“>”、“<”或“等于”)．
如图所示，L1和L2为平行线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，AB两点都在L2上．带电粒子从A点以初速v与L2成30°斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计重力，下列说法中正确的是：
A．带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同。
B．若带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变），该粒子仍能经过B点。
C．若只将带电粒子的电量增大，其它不变，该粒子一定不能经过B点。
D．带电粒子一定带正电荷。
如图所示，有一磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速度v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力)，则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小和方向是(　　)
A．B/v，竖直向上B．B/v，水平向左
C．Bv，垂直纸面向里D．Bv，垂直纸面向外
．如图所示，在坐标系xoy平面内，在x＝0和x＝L之间的区域中分布着垂直纸面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，磁场的下边界PQ与x轴负方向成45°，磁感应强度大小为B，电场的上边界为x轴，电场强度大小为E。一束包含着各种速率的比荷为的粒子从Q点垂直y轴射入磁场，一部分粒子通过磁场偏转后从边界PQ射出，进入电场区域，带电粒子重力不计。
（1）求能够从PQ边界射出磁场的粒子的最大速率；
（2）若一粒子恰从PQ的中点射出磁场，求该粒子射出电场时的位置坐标

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