题目内容
如图所示，MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨，相距
=50cm。导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。一根电阻r=0.1Ω的金属棒ab可紧贴导轨左右运动。两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接，图中跨接在两导轨间的电阻R=0.4Ω，其余电阻忽略不计。已知当金属棒ab不动时，质量m=10g、带电量
的小球以某一速度
沿金属板A和C的中线射入板间，恰能射出金属板（g取10m/s2）。求：
（1）小球的速度；
（2）若使小球在金属板间不偏转，则金属棒ab的速度大小和方向如何；
（3）若要使小球能从金属板间射出，求金属棒ab速度大小的范围.
（1）2m/s（2）5m/s（3）
【解析】
试题分析：（1）根据题意，小球在金属板间做平抛运动。水平位移为金属板长L=20cm，竖直位移等于
，根据平抛运动规律
① （1分）
② （1分）
（1分）
（2）欲使小球不偏转，须小球在金属板间受力平衡，根据题意应使金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，从而使金属板A、C带电，在板间产生匀强电场，小球所受电场力等于小球的重力。
由于小球带负电，电场力向上，所以电场方向向下，A板必须带正电，金属棒ab的a点应为感应电动势的正极，根据右手金属棒ab应向右运动。 （1分）
设金属棒ab的速度为V1，则：E=BLV1③ （1分）
回路中电流
④ （1分）
金属板A、C间的电压：
⑤ （1分）
金属板A、C间的电场
⑥ （1分）
小球受力平衡：
⑦ （1分）zxxk
联立以上各式解得：
（1分）
（3）当金属棒ab的速度增大时，小球所受电场力大于小球的重力，小球将向上做类平抛运动，设金属棒ab的速度达到V2，小球恰沿A金属板右边缘飞出。
根据小球运动的对称性，小球沿A板右边缘飞出和小球沿C板右边缘飞出，其运动加速度相同，故有：
⑧ （3分）
由③④⑤⑥⑧得到：
（2分）
所以若要使小球能射出金属板间，则金属棒ab的速度大小：
（
也给分） （1分）
考点：考查力电综合问题
点评：本题难度较大，抓住带电粒子在电场中做的是类平抛运动，根据平抛运动规律求解，电容器两极板电压等于电路中外电路电压，不能错误以为是感应电动势大小
（2013?天津模拟）如图所示，MN和PQ为固定在绝缘水平面上两平行光滑金属导轨，导轨左端MP间接有阻值为R1=2Ω导线；导轨右端接有与水平轨道相切、半径r=0.5m内壁光滑的半圆金属轨道．导轨间距L=0.4m，电阻不计．导轨所在平面abcd区域内有竖直向上B=0.5T的匀强磁场．导轨上长度也为0.4m、质量m=0.6kg、电阻R2=1Ω的金属棒AB以v0=6m/s速度进入磁场区域，离开磁场区域后恰好能到达半圆轨道的最高点，运动中金属棒始终与导轨保持良好接触．已知重力加速度g=10m/s2．求：
如图所示，MN和PQ为两个光滑的电阻不计的水平金属导轨，变压器为理想变压器，今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则以下说法正确的是（ ）
如图所示，MN和PQ是相距40cm的平行金属导轨，一根电阻R1=3Ω的金属棒ab可紧贴平行导轨运动，两块相互平行，相距20cm且水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接，图中跨接在ab间的电阻R2=1Ω，导轨和连接导线的电阻可忽略不计，先将整个装置放在图示的匀强磁场中，当导体棒ab以速率v匀速沿导轨运动时，能使一个质量为m、带电量为q的负电微粒也以速率v在两金属板空间做匀速圆周运动而不触及两板．求：
（2006?河东区二模）如图所示，MN和PQ是竖直放置相距1m的光滑平行金属导轨，（导轨足够长，电阻不计），其上方连有R1=9Ω的电阻和两块水平放置相距d=20cm的平行金属板，A、C，金属板长L=1m，将整个装置放置在如图所示的方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，现使电阻R2=1Ω的金属棒ab与导轨MN、PQ接触，并由静止释放，当其下落h=10m时恰能匀速运动（运动中ab棒始终保持水平状态，且与导轨接触良好），此时将一质量m1=0.45g，带电荷量q=1.0×10-4C的微粒放置在A、C金属板的正中央，微粒恰好静止，（g=10m/s2，设两板间的电场为匀强电场），求：
如图所示，MN和PQ是相距l=40cm的平行金属导轨，一根电阻r=0.3Ω的金属棒ab可紧贴平行导轨运动．两块相互平行，相距d=20cm，且水平放置的金属板A和C分别与两金属导轨相连接，图中跨接在两导轨间的电阻R=0.1Ω，导轨和连接导线的电阻均可忽略不计．现将整个装置放置在图示的匀强磁场中，当导体棒ab以速率v匀速沿导轨运动时，恰能使一个带负电的微粒也以速率v在两金属板间做匀速圆周运动．重力加速度g取10m/s2，求：