如圖所示，矩形金屬框架的右面中央有個小孔，當(dāng)框架在水平方向的勻強磁場中以=2m／s的速度向右勻速運動時，有一個帶電液滴水平向左射入孔中，它相對于磁場速度為u，結(jié)果液滴恰好在框架內(nèi)作勻速圓周運動。問：

(1)液滴必須帶什么性質(zhì)的電荷?

(2)液滴作勻速圓周運動的周期T是多少?

(3)為使液滴能在框架中完整地運動一周，速度u要滿足什么條件?框架寬度L要滿足什么條件?

 

(1)液滴必帶負(fù)電荷。

(2) s

(3) ＜9.4m/s

   ＞7.54m


解析:

(1)金屬框架在磁場中運動，穿過它所圍面積的磁通量不變，所以沒有感生電流。但由于兩豎直框在做勻速地切割磁感線的運動，上下兩板間有電勢差，且形成了一個豎直向下的勻強電場。又因為運動液滴恰好作勻速圓周運動，說明它所受的重力mg跟電場力F平衡，洛侖茲力f提供做向心力，使粒子做勻速圓周運動。由題意可知，液滴必帶負(fù)電荷。

(2)根據(jù)二力平衡以及電磁感應(yīng)的規(guī)律，有:。磁感應(yīng)強度為:

  因為洛侖茲力，提供向心力，故有:,解得轉(zhuǎn)動半徑為:

   液滴圓周運動的周期為:s

(3)要使液滴不跟框架右壁相碰，應(yīng)滿足條件：＜=1.88(m)

   由＜1.88m ,可得:＜=9.4m/s

   要使液滴不跟框架上壁相碰，應(yīng)滿足條件: ＜,＞=7.54m

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，矩形金屬框置于勻強磁場中，ef為一導(dǎo)體棒，可在ab與cd間滑動并接觸良好，設(shè)磁感強a度為B，ab與cd間距離為L，兩電阻分別為R1和R2，其余電阻不計，在△t時間內(nèi)，ef向右勻速滑動距離△d，速度大小為V．則以下說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源：黃岡題庫2005練考新課堂　　高二物理 題型：013

如圖所示，矩形金屬框置于勻強磁場中，ef為一導(dǎo)體棒，可在ab和cd間滑動并接觸良好，設(shè)磁感強度為B，ef長為L，在Δt時間內(nèi)向左勻速滑過距離Δd，由電磁感應(yīng)定律E＝可知，下列說法正確的是

[　　]

A．當(dāng)ef向左滑動時，左側(cè)面積減小L·Δd，右側(cè)面積增大L·Δd，因此E＝

B．當(dāng)ef向左滑動時，左側(cè)面積減小L·Δd，右側(cè)面積增大L·Δd，互相抵消，因此E＝0

C．在公式E＝中，在切割情況下，Δφ＝B·ΔS，ΔS應(yīng)是導(dǎo)線切割掃過的面積，因此E＝

D．在切割的情況下，只能用E＝BLv計算，不能用E＝計算

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科目：高中物理 來源：2004全國各省市高考模擬試題匯編·物理 題型：013

如圖所示，矩形金屬框置于勻強磁場中，ef為一導(dǎo)體棒，可在ab與cd間滑動并接觸良好，設(shè)磁感強度為B，ab與cd間距離為L，兩電阻分別為R1和R2，其余電阻不計，在△t時間內(nèi)，ef向右勻速滑動距離△d，速度大小為V．則以下說法正確的是

[　　]

A．當(dāng)ef向右滑動時，左側(cè)面積增大L·△d，右側(cè)面積減小L·△d，因此ε＝

B．當(dāng)ef向右滑動時，左側(cè)面積增大L·△d，右側(cè)面積減小L·△d，互相抵消，因此ε＝0

C．當(dāng)ef向右滑動時，有感應(yīng)電流流過電阻R1，大小為

D．當(dāng)ef向右滑動時，沒有感應(yīng)電流流過導(dǎo)線ef

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科目：高中物理 來源：新五星級題庫高中物理 題型：021

如圖所示，矩形金屬框置于勻強磁場中，ef為一導(dǎo)體棒，可在ad與bc間滑動并接觸良好．設(shè)磁場的磁感應(yīng)強度為B，ef長為l，Δt時間內(nèi)ef向右勻速滑過距離Δd，則下列說法中正確的是

A．ef向右滑動時，左側(cè)面積增大lΔd，右側(cè)面積減少lΔd，則

B．ef向右滑動時，左側(cè)面積增大lΔd．右側(cè)面積減少lΔd，相抵消，則ε＝0

C．

D．

在切割情況下只能用e＝Blv計算， 不能用計算

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科目：高中物理 來源：2003-2004學(xué)年廣東省肇慶市高三（上）統(tǒng)一檢測物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，矩形金屬框置于勻強磁場中，ef為一導(dǎo)體棒，可在ab與cd間滑動并接觸良好，設(shè)磁感強a度為B，ab與cd間距離為L，兩電阻分別為R1和R2，其余電阻不計，在△t時間內(nèi)，ef向右勻速滑動距離△d，速度大小為V．則以下說法正確的是（ ）

A．當(dāng)ef向右滑動時，左側(cè)面積增大L?△d，右側(cè)面積減小L?△d，因此
B．當(dāng)ef向右滑動時，左側(cè)面積增大L?△d，右側(cè)面積減小L?△d，互相抵消，因此ε=0
C．當(dāng)ef向右滑動時，有感應(yīng)電流流過電阻R1，大小為
D．當(dāng)ef向右滑動時，沒有感應(yīng)電流流過導(dǎo)線ef

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