如图所示,在Oxyz坐标系所在的空间中,可能存在匀强电场或匀强磁场,也可能两者都存在或都不存在。现有一质量为m带正电q的点电荷沿z轴正方向射入此空间中,发现它做
题型:不详难度:来源:
如图所示,在Oxyz坐标系所在的空间中,可能存在匀强电场或匀强磁场,也可能两者都存在或都不存在。现有一质量为m带正电q的点电荷沿z轴正方向射入此空间中,发现它做速度为v0的匀速直线运动。不计重力。以E和B分别表示电场强度和磁感应强度,电场和磁场的分布有可能是( )
A.E=0,B≠0, B的方向与x轴平行,B的大小可任意 | B.E≠0,B=0, E的方向与z轴平行,E的大小可任意 | C.E≠0,B≠0, B和E的方向都平行于xy平面,且互相垂直 | D.E≠0,B≠0, B和E的方向都平行于yz平面,且互相垂直 |
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答案
C |
解析
点电荷做匀速直线运动,受力平衡,E=0,B≠0, B的方向与x轴平行,不受电场力,根据左手定则(磁感线穿掌心,四指指正电荷运动方向,拇指指洛伦兹力的方向)点电荷受向上的洛伦兹力,不平衡,A错。E≠0,B=0, E的方向与z轴平行,E的大小可任意,平行于磁场方向飞入,不受洛伦兹力,电场力不为零,受力不平衡,B错。E≠0,B≠0, B和E的方向都平行于xy平面,且互相垂直,若B沿X轴正方向,洛伦兹力方向向上,E沿Y轴负方向,所受电场力向下,有可能平衡,C对。E≠0,B≠0, B和E的方向都平行于yz平面,且互相垂直,洛伦兹力一定跟电流和磁场决定的平面垂直,而电场力跟场强方向相同,所以电场力跟洛伦兹力垂直,则无法平衡,D错 |
举一反三
如图所示,在xOy平面的第一象限内存在着方向垂直纸面向外,磁感应强度为B的匀强磁场,在第四象限内存在方向沿负x方向的匀强电场。从y轴上坐标为(0,a)的P点同时沿垂直磁场方向向磁场区发射速度大小不是都相等的带正电的同种粒子,粒子的速度方向在与y轴正方向成30°~150°角的范围内,结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上,然后进入第四象限内的电场区。已知带电粒子电量为+q,质量为m,不计粒子重力和粒子间的相互作用力。
小题1:求全部粒子经过x轴的时间差。 小题2:求粒子通过x轴时的位置范围。 小题3:已知从P点发出时速度最大的粒子受到的磁场力与它在电场中受到的电场力大小相等,求从P点发出时速度最小的粒子穿过电场后在y轴上的Q点射出电场时的速度大小v。 |
如图所示,质量为m,带电荷量为-q的微粒以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.如果微粒做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用 | B.微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用 | C.匀强电场的电场强度E= | D.匀强磁场的磁感应强度B= |
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质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示。线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度为l(即ab=l)、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界aa′、bb′垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直。某一次,把线框从静止状态释放,线框恰好能够匀速地穿过磁场区域。若当地的重力加速度为g,求:
小题1:线框通过磁场时的运动速度; 小题2:开始释放时,MN与bb′之间的距离; 小题3:线框在通过磁场的过程中所生的热。 |
一个半径r=0.10m的闭合导体圆环,圆环单位长度的电阻R0=1.0×10-2W×m-1。如图甲所示,圆环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直圆环所在平面向外,磁感应强度大小随时间变化情况如图乙所示。
小题1:分别求在0~0.3 s和0.3 s~0.5s 时间内圆环中感应电动势的大小; 小题2:分别求在0~0.3 s和0.3 s~0.5s 时间内圆环中感应电流的大小,并在图19丙中画出圆环中感应电流随时间变化的i-t图象(以线圈中逆时针电流为正,至少画出两个周期); 小题3:求在0~10s内圆环中产生的焦耳热。 |
如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大小为1.5×103V/m,Bl大小为0.5T;第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=2×l0-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域。一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出。M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计粒子重力,g取10m/s2。则求:
小题1:微粒运动速度v的大小; 小题2:匀强磁场B2的大小; 小题3:B2磁场区域的最小面积。 |
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