题目内容

如图所示，空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为l1．现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为l2，长边的长度为2l1．某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变．设该线框的电阻为R．从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于________.

 

答案：见详解
解析：

。

 


提示：

分析线框从开始进入磁场到完全离开磁场的整个过程中，哪些阶段回路中有感应电动势，回路中有电流，哪条边受到安培力作用．要充分注意磁场区域的宽度为l1，线框长边的长度为2l1这一条件对本题的影响．

 


练习册系列答案
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足够长且电阻不计的金属光滑导轨MN、PQ水平放置，导轨间距为d，M、P两点间接有阻值为R的电阻，建立平面直角坐标系，坐标轴x，y分别与PQ、PM重合，如图所示．空间存在垂直导轨平面且范围足够大的磁场，磁场沿x轴的分布规律为B=B0sin(
2πλ
x)，其中B0、l 为常数，以竖直向下方向为B 的正方向．一根电阻不计的导体棒AB垂直导轨放置，在与棒垂直的水平外力F的作用下从非常靠近y轴的位置以速度v 匀速向x 轴的正方向运动，运动过程中，棒始终与导轨垂直．求：
（1）导体棒运动到哪些位置，回路中的电流达到最大值；
（2）外力随时间t的变化关系；
（3）导体棒发生上个λ的位移过程中，电阻R上产生的焦耳热．
精英家教网光滑绝缘水平面上有甲、乙、丙三个很小的金属球，质量均为m，甲不带电，乙带电量为+q，丙带电量为+
1
2
q．如图所示，空间存在半径为R，垂直于水平面的两匀强有界磁场．磁场区域半径R=
mv0
qB0
，以磁场圆心为坐标原点建立坐标系，y轴左侧磁场向上，右侧向下，磁感应强度大小分别为B0和4B0．若t=0时刻，甲从B点以速率v0沿着+x轴方向射出，同时，乙在第二象限内磁场内也以速率v0从某点E射出，两小球恰好在坐标原点O处相碰．碰撞瞬间能量无任何损失，且甲、乙发生速度互换．已知碰后甲速度与+x轴夹角为θ=
π
3
，而乙速度沿+x轴方向．且碰后，甲、乙两球带电量均变为+
1
2
q．阻力及小球间的静电力忽略不计．
注意：下面求解的位置坐标，都要化简为关于磁场区域半径R的表达式．
（1）试求乙在左侧磁场中圆周运动圆弧
EO
的圆心O1，坐标（x1、y1）；
（2）若甲、乙相碰在O点时，丙从磁场边界
ADC
半圆弧上某点F，以速率v0射入磁场，要使丙射出后用最短的时间和乙在某点G处相碰撞，试求出G点坐标（x2、y2）；
（3）若甲、乙相碰在O点时，丙从第一象限内磁场中的某点H，以速率v0射出后，恰好能在（2）问中的G点和乙球相碰，碰撞瞬间，乙、丙速度互换，此后乙又和甲在某点I发生了碰撞．试求I点坐标（x3、y3）．
精英家教网如图所示，空间存在垂直XOY平面向里的匀强磁场，MN为一荧光屏，上下两面均可发光，当带电粒子打到屏上某点时，即可使该点发光，荧光屏位置如图，坐标为M（0，4.0），N（4.0，4.0）单位为cm．坐标原点O有一粒子源，可以发射沿XOY平面各个方向的电子（不计电子的重力），已知电子质量m=9.0×10-31kg，电量为e=1.6×10-19C，磁感应强度B=9.0×10-3T，求：
（1）若一电子以v0=8.0×107m/s沿y轴正方向射入，求荧光屏上亮点坐标．
（2）若所有电子以v0=4.0×107m/s射入，求能打到M点的电子的速度入射方向．（用与X轴正方向的夹角或夹角的三角函数值表示）
（3）若所有电子以v0=4.0×107m/s射入，求荧光屏发光区域的坐标（坐标的单位为 cm）．
如图所示，空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为l1．现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为l2，长边的长度为2l1．某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变．设该线框的电阻为R．从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于________.

 

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