(12分)如图所示,光滑导轨MN、PQ在同一水平面内平行固定放置,其间距d10m,右端通过导线与阻值R20Ω的电阻相连,在正方形区域CDGH内有竖直向下的匀强磁场一质量m100g、阻值r05Ω的金属棒,在与金属棒垂直、大小为F02N的水平恒力作用下,从CH左侧x10m处由静止开始运动,刚进入磁场区域时恰好做匀速直线运动不考虑导轨电阻,金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触求:
(1)匀强磁场磁感应强度B的大小;(2)金属棒穿过磁场区域的过程中电阻R所产生的焦耳热;(3)其它条件不变,如果金属棒进入磁场时立即撤掉恒力F,试讨论金属棒是否能越过磁场区域并简要说明理由
M
C
D
N
d
F
R
P
x
H
G
Q
6
f19.(12分)在对微观粒子的研究中,对带电粒子运动的控制是一项重要的技术要求,设
置适当的电场和磁场实现这种要求是可行的做法如图甲所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E和磁感应强度B随时间t作周期性变化的图像如图乙所示x轴正方向为E的正方向,垂直纸面向里为B的正方向若在坐标原点O处有一粒子P,其质量和电荷量分别为m和q(不计粒子的重力,不计由于电场、磁场突变带来的其它效应)在05t0时刻释放P,它恰能沿一定轨道做往复运动
(1)求P在磁场中运动时速度的大小;
(2)若
B0
3mqt0
,求粒子第一次回到出发点所通过的路程;
(3)若在t′0t′05t0时刻释放P,求粒子P速度为零时的坐标
7
f8
f9
f10
f11
fr