• 如图,两根足够长平行光滑的金属导轨相距为l,导轨与水平面夹角为θ,并处于磁感应强度为B2、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。两金属导轨的上端与阻值为R的灯泡连接,并连接水平放置、长和宽都为d的平行金属板,板内存在垂直纸面向里的磁感应强度为B1的匀强磁场。长为l的金属棒ab垂直于金属导轨,且始终与导轨接触良好。当金属棒固定不动时,质量为m、电荷量为q的粒子流沿中线射入金属板内,恰好在金属板的左下边沿穿出。粒子重力不计,重力加速度为g,导轨和金属棒的电阻不计。(1) 粒子流带何种电荷,速度多大?(2) 现将金属棒由静止释放,待棒沿导轨匀速下滑后,粒子流水平通过,求金属棒质量M。试题及答案-解答题-云返教育

    • 试题详情

      如图,两根足够长平行光滑的金属导轨相距为l,导轨与水平面夹角为θ,并处于磁感应强度为B2、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。两金属导轨的上端与阻值为R的灯泡连接,并连接水平放置、长和宽都为d的平行金属板,板内存在垂直纸面向里的磁感应强度为
      B
      1的匀强磁场。长为l的金属棒ab垂直于金属导轨,且始终与导轨接触良好。当金属棒固定
      不动时,质量为m、电荷量为q的粒子流沿中线射入金属板内,恰好在金属板的左下边沿穿
      出。粒子重力不计,重力加速度为g,导轨和金属棒的电阻不计。

      (1) 粒子流带何种电荷,速度多大?
      (2) 现将金属棒由静止释放,待棒沿导轨匀速下滑后,粒子流水平通过,求金属棒质量M。

      试题解答


      见解析
      (1) 由左手定则,可判定粒子流带正电。
      粒子流在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律,

      得:

      粒子流恰好在金属板的边沿穿出,由几何关系得

      解得


      (2) 对匀速通过金属板的粒子流,其所受的电场力等于洛伦兹力,有:

      金属板的电压

      金属棒受到的安培力

      棒做匀速运动,由力的平衡条件,有:

      联立式子,解得:

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