【简答题】
[1/252]如图所示,在 【图片】与 【图片】的区域中,存在磁感应强度大小分别为 【图片】与 【图片】的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面向里,且 【图片】. 一个带...
参考答案:
(
=1,2,3,……)
|
参考解析:
粒子在整个过程中的速度大小恒为
,交替地在
平面内
与
磁场区域中做匀速圆周运动,轨道都是半个圆周.设粒子的质量和电荷量的大小分别为
和
,圆周运动的半径分别为
和
,有
得分得分
①
②
现分析粒子运动的轨迹.如图所示:
在
平面内,粒子先沿半径为
的半圆
运动至
轴上离
点距离为
的
点,接着沿半径为
的半圆
运动至
点,
的距离
③
此后,粒子每经历一次“回旋”(即从
轴出发沿半径为
的半圆和半径为
的半圆回到原点下方的
轴),粒子的
坐标就减小
.设粒子经过
次回旋后与
轴交于
点,若
即
满足
④
则粒子再经过半圆
就能经过原点,式中
=1,2,3,……为回旋次数.
由③④式解得
=1,2,3,…… ⑤
联立①②⑤式可得
、
应满足的条件:
=1,2,3,……
【简答题】
[2/252]在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,一段长为0.5m的通电导体在外力作用下做匀速直线运动,设通过导体的电流强度为4A,运动速度是0.6m/s,电流方...
参考答案:
参考解析:
导体所受安培力方向与电流方向和磁场方向两两垂直,而外力与安培力两力平衡,所以可以判断外力与导体速度方向相同,所以
.
【简答题】
[3/252]如图所示,金属棒 【图片】的质量为m=5g,放置在宽L=1 【图片】、光滑的金属导轨的边缘上,两金属导轨处于水平面上,该处有竖直向下的匀强磁场,磁感强...
参考答案:
参考解析:
当S接“1”时,电容器充电,稳定时两极板的电压为:
,
所以带电量为:
;
当S接“2”时,电容器放电,有放电电流通过
棒,但该电流是变化的,所以
棒受到的安培力也是变化的。
棒离开水平导轨的初速V0可根据
棒此后的平抛运动求出:
由
,
得
。
设放电过程时间为
,此过程通过
棒的电量为
,由动量定理得:
,
所以
,
所以
被抛出时电容器极板上剩余的电量为
,
所以
棒被抛出时电容器两端的电压为
【简答题】
[4/252]地球本身是一个大磁体,地球周围存在磁场.地磁场北极(N极)位于地理的______ 附近,小磁针由于受到地磁场的作用,静止时N极指向地理的__...
参考答案:
由于地磁的北极在地理的南极附近,在磁体的外部磁感线从N极指向S极,故磁感线有个向北的分量,而小磁针静止的时候N极的方向就是磁感线的方向,所以小磁针由于受到地磁场的作用静止时N极指向地理的北方. 故本题的答案为:南极;北方. |
参考解析:
无
【简答题】
[5/252]一根用导线绕制的螺线管,每匝线圈之间存在一定的空隙,螺线管水平放置,在通电的瞬间,可能发生的情况是( ) A.伸长...
参考答案:
参考解析:
每匝线圈等效于一个小磁针,且相邻的两个是异名磁极,所以互相吸引,螺线管有收缩可能.
【简答题】
[6/252]关于地球磁场的说法中,正确的是( ) A.地球的地磁北极在地理的南极附近B.地球的地磁北极在地理的北极附近C.地球的地磁北极与地...
参考答案:
参考解析:
地球磁场的南北极合地球地理的南北极是相反的,并且地磁场的南北极与地理的南北极是由夹角的,叫做磁偏角。所以A正确,
【简答题】
[7/252]地球是一个大磁体:①在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极;②地磁场的北极在地理南极附近;③赤道附近地磁场的方向和地面平行;④北半球地磁...
参考答案:
参考解析:
无
【简答题】
[8/252]图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线,在平面右侧的半空间存在一磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外.O是MN上的一点,从O点可以向磁场区域...
参考答案:
(1)
R=mv/qB
(2)
|
参考解析:
(1)设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R,由牛顿第二定律得:
qvB=
mv
2/
R,
R="mv/qB" ①
(2)以OP为弦画两个半径相等的圆弧,分别表示两个粒子的轨道.圆心和直径分别为O
1、O
2和OO
1Q
1、OO
2Q
2,在O处两个圆的切线分别表示两个粒子的射入方向,用θ表示它们之间的夹角,由几何关系得:∠PO
1Q
1=∠PO
2Q
2=θ ②
从O点射入到相遇,粒子1的路程为半个圆周加弧长Q
1P,且Q
1P=
R
θ ③
粒子2的路程为半个圆周减弧长Q
2P,且Q
2P=
R
θ ④
粒子1的运动时间为
t
1=
T/2+
R
θ/v ⑤
粒子2的运动时间为
t
1=
T/2-
R
θ/v ⑥
两例子射入的时间间隔为△
t=
t
1-
t
2=2
R
θ/v ⑦
因
Rcoc(
θ/2)=
L/2解得
θ="2Rarccos(L/2R) " ⑧
由①⑦⑧三式解得:
【简答题】
[9/252]初速度为零的离子经电势差为 U的电场加速后,从离子枪 T中水平射出,经过一段路程后进入水平放置的两平行金属板 MN和 PQ之间,离子所经空间存在一磁感...
参考答案:
参考解析:
离子在磁场中做匀速圆周运动,作出两条边界轨迹
和
,分别作出离子在
T、
P、
Q三点所受的洛伦兹力,分别延长之后相交于
O
1、
O
2点,如图所示,
O
1与
O
2分别是
和
的圆心.设
R
1和
R
2分别为相应的半径.离子经电压
U加速,由动能定理得:
①
由洛伦兹力充当向心力得
②
由①②式得
③
由图示直角三角形
O
1
CP和
O
2
CQ可得
④
⑤
依题意
R
1≤
R≤
R
2⑥
由③④⑤⑥可解得
【简答题】
[10/252]如图16-101所示,电源电动势E=2V,r=0.5Ω,竖直导轨宽L=0.2m,导轨电阻不计.另有一金属棒质量m=0.1kg、电阻R=0.5Ω,它与导...
参考答案:
(1) 磁场的方向斜向下 (2)3.2T≤B≤16.3T
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参考解析:
(1)画出由a→b的侧视图,并对棒ab受力分析如图16-102所示.经分析知磁场的方向斜向下.
(2)当ab棒有向下滑的趋势时,受摩擦力向上为f,则:Fsin30°+f-mg=0,F=B1IL,
f=μFcos30°,I=ε/(R+r),
联立四式并代入数值得B1=3.2T.
当ab棒有向上滑的趋势时,受摩擦力向下为f′,则:
F′sin30°-f′-mg=0,
f′=μF′cos30°,F′=B2IL,可解得B2=16.3 T
所以若保持金属静止不滑,磁场应满足:3.2T≤B≤16.3T