磁场经典例题

练习题三1、如图所示,两平行光滑导轨相距为L=20cm,金属棒MN的质量为m=10g,电阻R=8Ω,匀强磁场磁感应强度B方向竖直向下,大小为B=0.8T,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω.当开关S闭合时,MN处于平衡,求此时变阻器R1的阻值为多少?(设θ=45°,g=10m/s2)2、如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源.现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)通过导体棒的电流;(2)导体棒受到的安培力大小;(3)导体棒受到的摩擦力大小.3、如图所示,水平放置的两导轨P,Q间的距离L=0.5m,垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T,垂直于导轨放置的ab棒的质量m=1kg,系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G=3N的物块相连.已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,电源的电动势E=10V、内阻r=0.1Ω,导轨的电阻及ab棒的电阻均不计.要想ab棒处于静止状态,R应在哪个范围内取值?(g取10m/s2)4、如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m、质量为6×10-2kg的通电直导线,电流I=1A,方向垂直纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T、方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,则需要多长时间斜面对导线的支持力为零?(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)5、如图所示,光滑的金属轨道分为水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心,N为轨道交点.两轨道之间宽度为0.5m,匀强磁场方向竖直向上,大小为0.5T.质量为0.05kg的金属细杆置于轨道上的M点.当在金属细杆内通以电流强度为2A的恒定电流时,其可以沿轨道由静止开始向右运动.已知MN=OP=1.0m,金属杆始终垂直轨道,OP沿水平方向，求（1）金属杆到达P点的速度大小；（2）金属杆到达P点时对一个导轨的压力6、如图所示,在x轴上方有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.x轴下方有磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外的匀强磁场.一质量为m、电荷量为-q的带电粒子(不计重力),从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出.求:(1)射出之后经多长时间粒子第二次到达x轴?(2)粒子第二次到达x轴时离O点的距离.7、.一个质量m=0.1g的小滑块,带有q=5×10-4C的电荷量,放置在倾角α=30°的光滑斜面上(绝缘),斜面固定且置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑块由静止开始沿斜面滑下,斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面(g取10m/s2).求:(计算结果保留两位有效数字)(1)小滑块带何种电荷?(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度为多大?(3)该斜面长度至少为多长?8、如图所示,一束电荷量为e的电子以垂直于磁场方向(磁感应强度为B)并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的磁场中,穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ=60°.求电子的质量和穿越磁场的时间.9、如图所示,两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场,一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入.已知两板之间距离为d.板长为d,O点是NP板的正中点,为使粒子能从两板之间射出,试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带电荷量为q,质量为m).10、回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒内的窄缝中形成匀强电场,使粒子每次穿过狭缝时都得到加速,两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,粒子源置于盒的圆心附近,若粒子源射出的粒子电荷量为q,质量为m,粒子最大回旋半径为Rmax.求:(1)粒子在盒内做何种运动;(2)所加交变电流频率及粒子角速度;(3)粒子离开加速器时的最大速度及最大动能.11、如图所示,质量为m、长为L、通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上,匀强磁场磁感应强度为B,其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直,ab处于静止状态,求ab受到的摩擦力和支持力.12、空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面.一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计重力,该磁场的磁感应强度大小是多少？13、如图所示,一带正电小球质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,摆动过程中无机械能损失,最大摆角为60°,水平磁场垂直于小球摆动的平面,当小球自左方通过最低点时,悬线上的张力为0.5mg,则小球自右方通过最低点时悬线上的张力为多少?