题目内容

(14分)如图所示，水平方向有界匀强磁场的高度h=1m、磁感应强度B=T。竖直放置的“日”字型闭合导体线框ABFE，宽L=1m，质量m=0.25kg，AC、CE的长度都大于h，AB边的电阻RAB=1Ω、CD边的电阻RCD=2Ω、EF边的电阻REF=3Ω，其余电阻不计。线框由静止下落，AB边进入磁场时恰能匀速运动，不计空气阻力，g取10m/s2。求：

（1）开始下落时，线框AB边离磁场上边界的高度h1为多少？
（2）若线框CD边刚进入磁场时也做匀速运动，AB边与CD边的距离h2为多少？
（3）在满足(1)(2)前提下,若线框EF边刚进磁场时也做匀速运动，则从开始下落到EF边离开磁场过程中，线框中产生的焦耳热Q为多少？
（1）3.2m（2）2.8m（3）7.5J
（1）AB边匀速进磁场，设速度为


                                  (4分)
（2）CD边匀速进磁场，设速度为


                （5分）
（3）EF边匀速进磁场，设速度为



                 （5分）
（3）另解：  只有AB边、CD边、EF边在磁场中运动时，线框中才产生热量，现在三个边在磁场中均做匀速运动，                                            （2分）
所以：                         （3分）
当重力等于安培力时速度最大,AB切割磁感线相当于电源,所以CD和EF为并联关系,求得电路中的总电阻,由欧姆定律可求得电流大小,在根据受力关系求得最大速度,同理CD进入磁场后,CD棒切割磁感线相当于电源,AB和EF为并联关系
练习册系列答案
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如图所示，虚线 1l、l2将无重力场的空间分成三个区域， I 区内存在水平向右的匀强电场 E１和垂直纸面向里的匀强磁场 Bl , Ⅱ区内以水平线 CO 为分界，上方存在着竖直向上的匀强电场E2，下方存在着竖直向下的匀强电场E3 Ⅲ 区内存在以l2为左边界、右边无界的垂直纸面向里的匀强磁场B2，在 I 区内有一段粗糙、长为 L 的水平放置塑料直管道 AC ，一可视为质点的带正电小球（直径比管内径略小）的质量为 m 、带电量为 q ，现将小球从管道内 A 处由静止释放，运动至管道内离 A 点距离为 L0的 B 点处时达到稳定速度 v0，后进入 Ⅱ 区向下偏转，从边界l2上的 D 点进入Ⅲ 区，此时速度方向与水平方向的夹角为β，最后小球恰能无碰撞的从 C处进入管道．

已知q／m=" 0" . 01C/kg， E1=" l00N" / C ，E2＝E3＝300N / C ，β＝ 600 , Bl = 103T ,L ="5m" L 0= 4m小球与管道间动摩擦因素为μ＝0.1’求：
(1) 小球在管道内运动的稳定速度v0值；
(2)  Ⅲ区内匀强磁场 B2的值；
(3) 从 A 处开始至从C 处进入管道的过程中，小球的运动时间t
有一匀强电场，其场强为E，方向水平向右，把一个半径为r的光滑绝缘环，竖直放置于场中，环面平行于电场线，环的顶点A穿有一个质量为m，电量为q(q>0)的空心小球，如图所示，当小球由静止开始从A点下滑1/4圆周到B点时，小球对环的压力大小为(    )
A．2mgB．qEC．2mg+qED．2mg+3qE
如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中。设小球电荷量不变，在小球由静止下滑的过程中       (　 　)  
                                                 
A．小球加速度一直增大
B．小球速度一直增大，直到最后匀速
C．杆对小球的弹力一直减小
D．小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变
（14分）如图21所示，在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在边界平行y轴的两个有界的匀强磁场：垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ。O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点，；在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场。一质量为带电量为的带电粒子从电场中坐标为()的点以速度沿+x方向射出，恰好经过原点O处射入区域Ⅰ又从M点射出区域Ⅰ（粒子的重力不计）。

（1）求第三象限匀强电场场强E的大小；
（2）求区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度B的大小；
（3）若带电粒子能再次回到原点O，问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少？粒子两次经过原点O的时间间隔为多少？     
如图所示,坐标系xOy位于竖直平面内,在该区域内有场强E="12" N/C?方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T?沿水平方向且垂直于xOy平面指向纸里的匀强磁场.一个质量m=4×10-5 kg,电量q=2.5×10-5C带正电的微粒,在xOy平面内做匀速直线运动,运动到原点O时,撤去磁场,经一段时间后,带电微粒运动到了x轴上的P点.取g="10" m/s2,求:

(1)P点到原点O的距离;
(2)带电微粒由原点O运动到P点的时间.
（18分）如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距0．5 m，与水平面夹角为30°，不计电阻，广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度B=0．4 T，垂直导轨放置两金属棒和，长度均为0．5 m，电阻均为0．1Ω，质量分别为0．1 kg和0．2 kg，两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动。现棒在外力作用下，以恒定速度ν=1.5m/s沿着导轨向上滑动，棒则由静止释放。试求：（取g="10" m／s2）

（1）金属棒产生的感应电动势；
（2）闭合回路中的最小电流和最大电流；
（3）金属棒的最终速度。
(14分)如图12所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为d，电场方向在纸平面内竖直向下，而磁场方向垂直于纸面向里，一带正电的粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场，从A点出电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半，当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，已知d、v0(带电粒子重力不计)，求：

(1)粒子从C点穿出磁场时的速度大小v；
(2)电场强度E和磁感应强度B的比值.
如图甲所示，一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L＝1.0m，NQ两端连接阻值R＝3.0Ω的电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，导轨平面与水平面间的夹角θ＝300。一质量m=0.20kg，阻值r=0.50Ω的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M=0.60kg的重物相连。细线与金属导轨平行。金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图乙所示，已知金属棒在0~0.3s内通过的电量是0.3~0.6s内通过电量的1/3，g=10m/s2，求：

（1）金属棒的最大加速度
（2）磁感应强度的大小
（3）0~0.3s内棒通过的位移;
(4) 金属棒在0~0.6s内产生的热量。

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