(12分)如圖所示,在一個(gè)范圍足夠大、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,用絕緣細(xì)線將金屬棒吊起,使其呈水平狀態(tài). 已知金屬棒長(zhǎng)L=0. 1m,質(zhì)量m=0.05kg,棒中通有I=10A的向右的電流,取g =10m/s2.
(1)若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,求此時(shí)金屬棒受到的安培力F的大小,并判斷安培力的方向;
(2)若細(xì)線拉力恰好為零,求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(16分)如圖所示,間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌M、N水平固定,長(zhǎng)為L(zhǎng)、阻值為R0的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置,可緊貼導(dǎo)軌滑動(dòng)。導(dǎo)軌右側(cè)連接一對(duì)水平放置的平行金屬板AC,板間距為d,板長(zhǎng)也為L(zhǎng),導(dǎo)軌左側(cè)接阻值為R的定值電阻,其它電阻忽略不計(jì)。軌道處的磁場(chǎng)方向豎直向下,金屬板AC間的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,兩磁場(chǎng)均為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。當(dāng)ab棒以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),一電量大小為q的微粒以某一速度從緊貼A板左側(cè)平行于A板的方向進(jìn)入板間恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。試求:
(1)AC兩板間的電壓U;
(2)帶電微粒的質(zhì)量m;
(3)欲使微粒不打到極板上,帶電微粒的速度v應(yīng)滿足什么樣的條件.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,在直角坐標(biāo)系的第一、二象限內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),第三象限有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng);第四象限無電場(chǎng)和磁場(chǎng),F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v0從y軸上的M點(diǎn)沿x軸負(fù)方向進(jìn)入電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力,粒子經(jīng)x軸上的N點(diǎn)和P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn),設(shè)OM=L,ON=2L。求:
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大。
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向;
(3)粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)經(jīng)N、P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)所用的時(shí)間。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(18分)如圖,在0≤x≤d的空間,存在垂直xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直xOy平面向里。y軸上P點(diǎn)有一小孔,可以向y軸右側(cè)垂直于磁場(chǎng)方向不斷發(fā)射速率均為v、與y軸所成夾角θ可在0~1800范圍內(nèi)變化的帶負(fù)電的粒子。已知θ =450時(shí),粒子恰好從磁場(chǎng)右邊界與P點(diǎn)等高的Q點(diǎn)射出磁場(chǎng),不計(jì)重力及粒子間的相互作用。求
(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(2)若θ=300,粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的夾角(可用三角函數(shù)、根式表示);
(3)能夠從磁場(chǎng)右邊界射出的粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)過的區(qū)域的面積(可用根式表示)。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(10分)磁譜儀是測(cè)量粒子能量(即動(dòng)能)的重要儀器。磁譜儀的工作原理如圖所示,放射源S發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的粒子沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),被限束光欄Q限制在的小角度內(nèi),入射的粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打到與束光欄平行的感光片P上,形成寬度為Δx的光帶。試求入射粒子的能量。(重力影響不計(jì))
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,兩平行金屬板AB中間有互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。A板帶正電荷,B板帶等量負(fù)電荷,板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E;磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1。平行金屬板右側(cè)有一擋板M,中間有小孔O′,OO′是平行于兩金屬板的中心線。擋板右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度為B2。CD為磁場(chǎng)B2邊界上的一絕緣板,它與M板的夾角θ=45°,O′C=a,現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m,含有不同電荷量、不同速度的正、負(fù)帶電粒子(不計(jì)重力),自O(shè)點(diǎn)沿OO′方向進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域,其中有些粒子沿直線OO′方向運(yùn)動(dòng),并進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2中,求:
(1)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2的帶電粒子的速度
(2)能擊中絕緣板CD的粒子中,所帶電荷量的最大值
(3)絕緣板CD上被帶電粒子擊中區(qū)域的長(zhǎng)度
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
有一種“雙聚焦分析器”質(zhì)譜儀,工作原理如圖所示。加速電場(chǎng)的電壓為U,靜電分析器中有輻向會(huì)聚電場(chǎng),即與圓心O1等距各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向沿徑向指向圓心O1;磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi),分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其左邊界與靜電分析器的右邊界平行.由離子源發(fā)出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(初速度為零,重力不計(jì)),經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的電場(chǎng)方向進(jìn)入靜電分析器,在靜電分析器中,離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),并從N點(diǎn)射出靜電分析器.而后離子由P點(diǎn)沿著既垂直于磁分析器的左邊界,又垂直于磁場(chǎng)方向射入磁分析器中,最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點(diǎn)射出,并進(jìn)入收集器.測(cè)量出Q點(diǎn)與圓心O2的距離為d,位于Q點(diǎn)正下方的收集器入口離Q點(diǎn)的距離為d/2.(題中的U、m、q、R、d都為已知量)
(1)求靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(2)求磁分析器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(3)現(xiàn)將離子換成質(zhì)量為4m ,電荷量仍為q的另一種正離子,其它條件不變.磁分析器空間足夠大,離子不會(huì)從圓弧邊界射出,收集器的位置可以沿水平方向左右移動(dòng),要使此時(shí)射出磁分析器的離子仍能進(jìn)入收集器,求收集器水平移動(dòng)的距離.
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為,磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)。如圖所示,一個(gè)半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置,環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,環(huán)上套一帶電荷為+q的小球。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增加,其變化率為k,若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周,則感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做功的大小是( )
A.0 | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軟導(dǎo)線回路平面,由于磁場(chǎng)發(fā)生變化,回路變?yōu)閳A形。則磁場(chǎng)
A.逐漸增強(qiáng),方向向外 | B.逐漸增強(qiáng),方向向里 |
C.逐漸減弱,方向向外 | D.逐漸減弱,方向向里 |
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