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圖8-4-10

（1）當(dāng)兩板間電勢差為U₀時，求從小孔S₂射出的電子的速度v₀.

（2）求兩金屬板間電勢差U在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過磁場區(qū)域而打到熒光屏上.

（3）若電子能夠穿過磁場區(qū)域而打到熒光屏上，試畫出電子運動的軌跡.

（4）求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢差U的函數(shù)關(guān)系.

如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN、QP相距為l=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，上端連接阻值為R＝2Ω的電阻。勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強度Ｂ＝0.4Ｔ。質(zhì)量m＝0.2kg、電阻r=1Ω的金屬棒ab，以初速度v₀從導(dǎo)軌底端向上滑行，金屬棒ab在安培力和一平行于導(dǎo)軌平面的外力Ｆ的共同作用下做勻變速直線運動，加速度大小為a＝3m/s²，方向始終沿導(dǎo)軌向下，在金屬棒在導(dǎo)軌上運動的過程中，電阻R消耗的最大功率P_m=1.28W。設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)=0.25。（g=10 m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：

（1）金屬棒初速度v₀的大小；

（2）當(dāng)金屬棒速度的大小為初速度大小一半時施加在金屬棒上外力F的大小和方向；

（3）請畫出金屬棒在導(dǎo)軌上整個運動過程中外力F隨時間t變化所對應(yīng)的圖線。（不需要寫出現(xiàn)計算過程）

（20分）如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN、QP相距為l=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，上端連接阻值為R＝2Ω的電阻。勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強度Ｂ＝0.4Ｔ。質(zhì)量m＝0.2kg、電阻r=1Ω的金屬棒ab，以初速度v₀從導(dǎo)軌底端向上滑行，金屬棒ab在安培力和一平行于導(dǎo)軌平面的外力Ｆ的共同作用下做勻變速直線運動，加速度大小為a＝3m/s²，方向始終沿導(dǎo)軌向下，在金屬棒在導(dǎo)軌上運動的過程中，電阻R消耗的最大功率P_m=1.28W。設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)=0.25。（g=10 m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：

（1）金屬棒初速度v₀的大�。�

（2）當(dāng)金屬棒速度的大小為初速度大小一半時施加在金屬棒上外力F的大小和方向；

（3）請畫出金屬棒在導(dǎo)軌上整個運動過程中外力F隨時間t變化所對應(yīng)的圖線。（不需要寫出現(xiàn)計算過程）

（20分）如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN、QP相距為l=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，上端連接阻值為R＝2Ω的電阻。勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強度Ｂ＝0.4Ｔ。質(zhì)量m＝0.2kg、電阻r=1Ω的金屬棒ab，以初速度v₀從導(dǎo)軌底端向上滑行，金屬棒ab在安培力和一平行于導(dǎo)軌平面的外力Ｆ的共同作用下做勻變速直線運動，加速度大小為a＝3m/s²，方向始終沿導(dǎo)軌向下，在金屬棒在導(dǎo)軌上運動的過程中，電阻R消耗的最大功率P_m=1.28W。設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)=0.25。（g="10" m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：
（1）金屬棒初速度v₀的大小；
（2）當(dāng)金屬棒速度的大小為初速度大小一半時施加在金屬棒上外力F的大小和方向；
（3）請畫出金屬棒在導(dǎo)軌上整個運動過程中外力F隨時間t變化所對應(yīng)的圖線。（不需要寫出現(xiàn)計算過程）

（20分）如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN、QP相距為l=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，上端連接阻值為R＝2Ω的電阻。勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強度Ｂ＝0.4Ｔ。質(zhì)量m＝0.2kg、電阻r=1Ω的金屬棒ab，以初速度v₀從導(dǎo)軌底端向上滑行，金屬棒ab在安培力和一平行于導(dǎo)軌平面的外力Ｆ的共同作用下做勻變速直線運動，加速度大小為a＝3m/s²，方向始終沿導(dǎo)軌向下，在金屬棒在導(dǎo)軌上運動的過程中，電阻R消耗的最大功率P_m=1.28W。設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)=0.25。（g=10 m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：

（1）金屬棒初速度v₀的大小；

（2）當(dāng)金屬棒速度的大小為初速度大小一半時施加在金屬棒上外力F的大小和方向；

（3）請畫出金屬棒在導(dǎo)軌上整個運動過程中外力F隨時間t變化所對應(yīng)的圖線。（不需要寫出現(xiàn)計算過程）