[题目]如图所示.光滑绝缘水平面上嵌入一无限长通电直导线.一质量为0.02 kg的金属环在该平面内以大小v0＝2 m/s.方向与电流方向成60°角的初速度滑出.则下列说法正确的是( )A. 金属环最终将静止在水平面上的某处B. 金属环最终沿垂直导线方向做匀速直线运动C. 金属环受安培力方向始终和速度方向相反D. 金属环中产生的电能等于整个运� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示，光滑绝缘水平面上嵌入一无限长通电直导线。一质量为0.02 kg的金属环在该平面内以大小v0＝2 m/s、方向与电流方向成60°角的初速度滑出。则下列说法正确的是(　　)

A. 金属环最终将静止在水平面上的某处

B. 金属环最终沿垂直导线方向做匀速直线运动

C. 金属环受安培力方向始终和速度方向相反

D. 金属环中产生的电能等于整个运动过程中克服安培力做的功

【答案】D

【解析】金属环周围有环形的磁场，金属环向右运动，磁通量减小，根据“来拒去留”可知，所受的安培力将阻碍金属圆环远离通电直导线，即安培力垂直直导线向左，与运动方向并非相反，安培力使金属环在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零，只剩沿导线方向的速度，然后磁通量不变，无感应电流，水平方向合力为零，故为匀速直线运动，故ABC错误．由能量关系可知，金属环中产生的电能等于整个运动过程中克服安培力做的功，选项D正确；故选D.

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【题目】利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图1所示为电子枪的结构示意图，电子从炽热的金属丝发射出来，在金属丝和金属板之间加以电压U0，发射出的电子在真空中加速后，沿电场方向从金属板的小孔穿出做直线运动。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力及电子间的相互作用力。设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。

（1）求电子从金属板小孔穿出时的速度v0的大小；

（2）示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动。如图2所示，Y和Y′为间距为d的两个偏转电极，两板长度均为L，极板右侧边缘与屏相距x， O O′为两极板间的中线并与屏垂直，O点为电场区域的中心点。接（1），从金属板小孔穿出的电子束沿O O′射入电场中，若两板间不加电场，电子打在屏上的O′点。为了使电子打在屏上的P点， P与O′相距h，已知电子离开电场时速度方向的反向延长线过O点。则需要在两极板间加多大的电压U；

（3）电视机中显像管的电子束偏转是用磁场来控制的。如图3所示，有一半径为r的圆形区域，圆心a与屏相距l，b是屏上的一点，ab与屏垂直。接（1），从金属板小孔穿出的电子束沿ab方向进入圆形区域，若圆形区域内不加磁场时，电子打在屏上的b点。为了使电子打在屏上的c点，c与b相距l，则需要在圆形区域内加垂直于纸面的匀强磁场。求这个磁场的磁感应强度B的大小。