题目内容

1．如图所示一个平行板电容器水平放置，并与一金属圆环连接，一质量为m的带电小球用绝缘线悬挂在上极板上，金属环处在竖直平面内，环面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直．若金属环、电容器及小球一起以水平速度v向右平动时，细线拉力大小为F1，且此时细线恰好处于竖直状态，若金属环、电容器及小球一起以水平速度2v向右平动时，细线拉力大小为F2，则（　　）
A．当速度为2v时，细线与竖直方向有一向左的偏角，且F1＞F2
B．当速度为2v时，细线仍保持竖直方向，且F1=F2
C．当速度为2v时，细线与竖直方向有一向右的偏角，且F1＜F2
D．细线的拉力大小与小球所带电的电性无关

分析 金属圆环切割磁感线时产生感应电动势，相当于电源，给电容器充电，由U=BLv求电压，L是有效的切割长度，L等于电容器板间距离．根据U=EL求解板间电场强度E．再分析电场力、洛伦兹力关系，即可分析细线的拉力大小．

解答 解：金属圆环切割磁感线时产生感应电动势，相当于电源，给电容器充电，切割的有效长度等级极板间距，设为d，则感应电动势为：
  U=Bdv
故电场强度为：E=$\frac{U}{d}$=Bv
根据右手定则判断知，电容器上极板带正电，板间电场方向向下，若小球带正电，小球所受的电场力向下，电场力大小 FE=qE=qvB；
由左手定则判断知，小球所受的洛伦兹力方向向上，大小为 FB=qvB
可知电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，且这个结论与圆环的速度大小无关，所以当速度为2v时，细线的拉力等于球的重力，则细线仍保持竖直方向，且有F1=F2．若小球带负电，结论相同，故AC错误，BD正确．
故选：BD．

点评 本题关键是明确切割的有效长度等于极板间距，然后根据切割公式、电势差与电场强度的关系公式列式求解．

练习册系列答案
相关题目
11．两个静止的声源，发出声波1和声波2，在同种介质中传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法正确的是（　　）
A．声波1和声波2的波速之比为1：2
B．相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生明显的衍射现象
C．这两列波相遇时，不会产生干涉现象
D．远离两个声源运动的观察者，接收到这两列波的频率比从声源发出时的频率大
12．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示．产生的交变电动势的图象如图2所示，则（　　）
A．t=0.005s时线框的磁通量变化率为零
B．线框产生的交变电动势有效值为311V
C．t=0.01s时线框平面与磁场垂直
D．线框产生的交变电动势频率为100HZ
9．穿过一个N匝线圈的磁通量始终保持每秒钟减少2Wb，则（　　）
A．线圈中感应电动势每秒增加2VB．线圈中感应电动势每秒减少2V
C．线圈中无感应电动势D．线圈中感应电动势保持不变
16．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10-5T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s．下列说法正确的是（　　）
①电压表记录的电压为5mV              
②电压表记录的电压为9mV
③河南岸的电势较高                     
④河北岸的电势较高．
A．①③B．②③C．①④D．②④
6．如图所示，质量为m的小球用长为L的悬线固定于O点，在O点正下方O′处钉一个钉子，把悬线拉直与竖直方向成一定角度，由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，则（　　）
A．小球的线速度v突然变大B．小球的向心加速度a突然变大
C．小球的角速度ω突然变小D．悬线的张力突然变大
13．长L=0.5m的轻杆，一端有一个质量为m=3kg的小球，小球以O为圆心在竖直面内做圆周运动，小球通过最高点时运动的速率为2m/s，则小球通过最高点时杆受到（　　）
A．6N的拉力B．6N的压力C．24N的拉力D．54N的拉力
10．欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大，能量最高的粒子加速器，是一种将质子加速对撞的高能物理设备，其原理可简化如下：两束横截面积极小长度为l0质子束以初速度v0同时从左、右两侧入口射入加速电场，离开电场后经过相同的一段距离射入垂直纸面的圆形匀强磁场区域并被偏转，最后两质子束发生相碰，已知质子质量为m，电量为e，加速极板AB、A′B′极间距相同、极间电压均为U0，且满足eU0=$\frac{3}{2}$mv02．两磁场磁感应强度相同，半径均为R，圆心O、O′在质子束的入射方向上，其连线与质子入射方向垂直且距离为H=$\frac{7}{2}$R，整个装置处于真空中，忽略粒子间的相互作用及相对论效应．
（1）试求质子束经过加速电场加速后（未进入磁场）的速度v和长度l；
（2）试求出磁场磁感应强度B；粒子束可能发生碰撞的时间△t．
（3）若某次实验时将上方磁场的圆心O往上移了$\frac{R}{2}$，其余条件均不变，则质子束能否相碰？若不能，请说明理由；若能，请说明相碰的条件及可能发生碰撞的时间△t′．
14．某实验探究小组为了测定滑动变阻器上金属丝的电阻率，除待测滑动变阻器Rx（总阻值约25Ω）外，在实验室还找到了下列器材．
A．学生电源，有三个输出端，分别是：交流输出（可输出电压2V、4V、6V、8V、10V，额定电流1A），直流输出（可输出电压约2V、4V、6V、8V、10V，额定电流1A），直流稳压（电压6V，额定电流0.6A）
B．电流表A1（0～0.6A～3A，内阻约1Ω、0.5Ω）
C．电流表A2（0～100mA，内阻约10Ω）
D．电压表V（0～3V～15V，内阻约1kΩ、3kΩ）
E．螺旋测微器
F．电阻箱R1（0～999.9Ω，1A）
G．电阻箱R2（0～9 999Ω，1A）
H．单刀双掷开关S一只
（1）选择适当的器材，设计一个电路，要求能较准确地测出Rx和电流表内阻的值，在虚线框内画出电路图，并标明所选学生电源的输出端、器材代号和电表量程．
（2）用螺旋测微器测得滑动变阻器瓷管直径为d1，绕有金属丝部分的直径为d2，则金属丝的半径为r=$\frac{{d}_{2}-{d}_{1}}{4}$；金属丝共N匝，则其长度为L=Nπ$\frac{{d}_{2}+{d}_{1}}{2}$．
（3）根据你的设计，简要说明实验步骤，写出Rx和电流表内阻RA的表达式：
A．S接1时，调整R1=R，使电流表有适当的读数I； B．S接2时，调整调整R1=R′，使电流表恢复读数I；C．Rx=R-R′，RA=$\frac{U}{I}-R$．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网