题目内容
如图所示,两根足够长相距为L的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角
53°,导轨处在竖直向上的有界匀强磁场中,有界匀强磁场的宽度
,导轨上端连一阻值R=1Ω的电阻。质量m=1kg、电阻r=1Ω的细金属棒ab垂直放置在导轨上,开始时与磁场上边界距离
,现将棒ab由静止释放,棒ab刚进入磁场时恰好做匀速运动。棒ab在下滑过程中与导轨始终接触良好,导轨光滑且电阻不计,取重力加速度g = 10m/s2。求:
(1)棒ab刚进入磁场时的速度v;
(2)磁场的磁感应强度B;
(3)棒ab穿过过磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q 。
解:
⑴ 由动能定理有:
(2分)
解得
=4m/s (2分)
⑵ 棒ab产生的感应电动势
(2分)
回路中感应电流
(1分)
棒ab匀速运动, 有:
(2分)
解得
(2分)
⑶解法一
由焦耳定律 有
(2分)
又
(1分)
解得
(1分)
解法二:
由能量守恒定律 有
(2分)
(1分)
解得
(1分)
如图所示,在某种装置中有一匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于xOy所在的平面向外.某时刻在A点(x=l0 ,y=0)处,一质子沿y轴的负方向进入磁场。已知质子的质量为m,电量为e。
(1)如果质子经过坐标原点O,求:质子的速度大小。
(2)如果质子从A点进入磁场的同一时刻,一个α粒子从C点(x=-l0 ,y=0)进入磁场,已知α粒子的质量是质子质量的4倍,电量是质子电量的2 倍。
② 若α粒子与质子在坐标原点O处相遇,求:α粒子速度的大小和方向。
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