在某次发射科学实验卫星“双星”中,放置了一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度.磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面是宽为a、高为b的长方形,
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在某次发射科学实验卫星“双星”中,放置了一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度.磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面是宽为a、高为b的长方形,
题型:不详
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在某次发射科学实验卫星“双星”中,放置了一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度.磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面是宽为a、高为b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电荷量为e.金属导电过程中,自由电子做定向移动可视为匀速运动.测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则下列说法正确的是( )
A.电流方向沿x轴正方向,正电荷受力方向指向前侧面,因此前侧面电势较高
B.电流方向沿x轴正方向,电子受力方向指向前侧面,因此前侧面电势较高
C.磁感应强度的大小为B=
D.磁感应强度的大小为B=
答案
C
解析
试题分析:金属导体中自由移动的是电子,电子定向移动的方向沿x轴负向,所以电子向前表面偏转,则前表面带负电,后表面失去电子带正电,后侧面的电势较高,AB错误;当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向前侧面偏转,使得前后两侧面间产生电势差,当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时,前后两侧面间产生恒定的电势差.因而可得
又有: I=nevs联立以上各式解得磁场的磁感应强度 为:B=
,C正确,ABD错误。
举一反三
(14分)如图所示,在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场。在t=0时刻,一位于正方形区域中心O的粒子在abcd平面内向各个方向发射出大量带正电的粒子,所有粒子的初速度大小均相同,粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长,不计重力和粒子之间的相互作用力。已知平行于ad方向发射的粒子在t=t
0
时刻刚好从磁场边界cd上的某点离开磁场,(已知
)求:
(1)粒子的比荷
;
(2)从粒子发射到粒子全部离开磁场所用的时间;
(3)假设粒子发射的粒子在各个方向均匀分布,在t=t
0
时刻仍在磁场中的粒子数与粒子发射的总粒子数之比。
题型:不详
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(18分)扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆,其简化模型如图所示:Ⅰ、Ⅱ两处宽度均为L的条形匀强磁场区边界竖直,Ⅰ区域磁场垂直纸面向外,Ⅱ区域磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小均为B,两磁场区的间距可以调节。以Ⅰ区域左边界上的O点为坐标原点建立坐标系,y轴与左边界重合,x轴与磁场边界的交点分别为O
1
、O
2
和O
3
。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,平行纸面从O点与y轴的夹角θ=30°射入Ⅰ区域,粒子重力不计。
(1)若粒子恰好从O
1
射出Ⅰ区域,粒子的速度应为多大?
(2)若粒子从Ⅰ区域右边界射出时速度与x轴的夹角为30°,调节两磁场区的间距,粒子恰好从O
3
射出Ⅱ区域,则粒子从O射入到从O
3
射出共经历了多长时间?
题型:不详
难度:
|
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如图所示,沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝S射入磁感应强度为B
2
的匀强磁场中,偏转后出现的轨迹半径之比为R
1
∶R
2
=1∶2,则下列说法正确的是( )
A.离子的速度之比为1∶2
B.离子的电荷量之比为1∶2
C.离子的质量之比为1∶2
D.以上说法都不对
题型:不详
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如图所示,左侧为两间距d=10 cm的平行金属板,加上电压;中间用虚线框表示的正三角形内存在垂直纸面向里的匀强磁场B
1
,三角形底点A与下金属板平齐,AB边的中点P恰好在上金属板的右端点;三角形区域AC右侧也存在垂直纸面向里,范围足够大的匀强磁场B
2
.现从左端沿中心轴线方向以v
0
射入一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=1.0×10
-10
kg,带电荷量q=
1.0×10
-4
C;带电粒子恰好从P点垂直AB边以速度v=2×10
5
m/s进入磁场,则
(1)求带电微粒的初速度v
0
;
(2)若带电微粒第一次垂直穿过AC,则求磁感应强度B
1
及第一次在B
1
中飞行时间;
(3)带电微粒再次经AC边回到磁场B
1
后,求
的取值在什么范围可以使带电微粒只能从BC边穿出?
题型:不详
难度:
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如图所示,一个质量为m、电荷量为q,不计重力的带电粒子,从x轴上的P(a,0)点,以速度v沿与x轴正方向成60°角射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。
(1)判断粒子的电性;
(2)求:匀强磁场的磁感应强度B的大小和粒子通过第一象限的时间。
题型:不详
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