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文檔簡介

1、 磁場、洛倫茲力1.制藥廠的污水處理站的管道中安裝了如圖所示的流量計,該裝置由絕緣材料制成,長、寬、高分別為a、b、c,左右兩端開口,在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,在前后兩個面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板作為電極,當含有大量正負離子(其重力不計)的污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時,利用電壓表所顯示的兩個電極間的電壓U,就可測出污水流量Q(單位時間內(nèi)流出的污水體積)則下列說法正確的是 ( )A后表面的電勢一定高于前表面的電勢,與正負哪種離子多少無關(guān)B若污水中正負離子數(shù)相同,則前后表面的電勢差為零C流量Q越大,兩個電極間的電壓U越大D污水中離子數(shù)越多,兩個電極間的電壓U越大2.長為L的水平

2、板間,有垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場,如圖所示,磁感應(yīng)強度為B,板間距離也為L,板不帶電,現(xiàn)有質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子(不計重力),從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度v水平射入磁場,欲使粒子不打在極板上,可采用的辦法是( )A.使粒子的速度vC.使粒子的速度v D.使粒子的速度v3. 一個帶電粒子,沿垂直于磁場的方向射入一勻強磁場,粒子的一段徑跡如圖4所示,徑跡上的每一小段可近似看成圓弧由于帶電粒子使沿途的空氣電離,粒子的能量逐漸減小(帶電量不變)從圖中可以確定 ( )A粒子從a到b,帶正電 B粒子從b到a,帶正電C粒子從a到b,帶負電 D粒子從b到a,帶負電 4. 在傾角為的光滑斜面上,置一

3、通有電流為I、長為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒,如圖所示,試問:(1)欲使棒靜止在斜面上,外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值和方向.(2)欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力,外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和方向.(3)分析棒有可能靜止在斜面上且要求B垂直L,應(yīng)加外磁場的方向范圍.5. 如圖所示,在跟水平面成370角且連接電源的金屬框架上,放一條長30cm,重為0.3N的金屬棒ab,磁感應(yīng)強度B=0.4T,方向垂直于框架平面向上,當通過金屬棒的電流為2A時,它剛好處于靜止狀態(tài),求金屬棒所受摩擦力的大小和方向.(0.06N,沿斜面向下)3737abB1dUOB2E6. 質(zhì)譜儀主要用于分析同位素,測定其質(zhì)量

4、、荷質(zhì)比.下圖為一種常見的質(zhì)譜儀,由粒子源、加速電場(U)、速度選擇器(E、B1)和偏轉(zhuǎn)磁場(B2)組成.若測得粒子在回旋中的軌道直徑為d,求粒子的荷質(zhì)比。7. 下圖為一磁流體發(fā)電機示意圖,將氣體加高溫使其充分電離,以高速度v讓電離后的等粒子體通過加有勻強磁場的a、b板的空間,若a、b間的距離為d,磁感應(yīng)強度為B,則該發(fā)電機的電動勢為多大?vabvRK8. 如圖所示,勻強電場方向水平向右,勻強磁場方向垂直于紙面向里,一質(zhì)量為m,帶電量為q的微粒以速度v與磁場方向垂直,與電場成45角射入復(fù)合場中,恰能做勻速直線運動,求電場強度E的大小,磁感應(yīng)強度B的大小.Ev450B9.水平面MN上方有正交的勻

5、強電場E和勻強磁場B,方向如圖所示.水平面MN是光滑、絕緣的.現(xiàn)在在平面上O點放置質(zhì)量為m、電量為+q的物體,物體由靜止開始做加速運動,求物體在水平面上滑行的最大速度和最大距離.OMEN10.示,質(zhì)量為m,帶電量為球+q的小環(huán)沿著穿過它的豎直棒下落,棒與環(huán)孔間的動摩擦因數(shù)為.勻強電場水平向右,場強為E,勻強磁場垂直于紙面向外,磁感應(yīng)強度為B.在小環(huán)下落,求:EB(1)小環(huán)的速度為多大時,它的加速度最大?(2)小環(huán)運動的最大速度可達到多少? EMNBOyx11. 如圖所示,在地面附近,坐標系xoy在豎直平面內(nèi),空間有沿水平方向垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B.在x0區(qū)域.要使油滴進入

6、x0的區(qū)域后能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,需在x0區(qū)域內(nèi)加一個勻強電場.若帶電油滴做圓周運動通過x軸的N點,且MO=NO.求:(1)油滴運動的速度大小.(2)在x0空間內(nèi)所加電場的場強大小和方向.12.如圖所示,MN、PQ是平行金屬板,板長為L,兩板間距離為d,在PQ板的上方有垂直紙面向里的勻強磁場。一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負電粒子以速度v0從MN板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間,結(jié)果粒子恰好從PQ板左邊緣飛進磁場,然后又恰好從PQ板的右邊緣飛進電場。不計粒子重力。試求:(1)兩金屬板間所加電壓U的大小;(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小;(3)在圖中畫出粒子再次進入電場的運動軌跡,v0B

7、MNPQm,-qLd并標出粒子再次從電場中飛出的位置與速度方向。13、如圖所示,真空室內(nèi)存在寬度為s=8cm的勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度B=0332T,磁場方向垂直于紙面向里,緊挨邊界ab放一點狀粒子放射源S,可沿紙面向各個方向放射速率相同的粒子,粒子質(zhì)量為,電荷量為,速率為。磁場邊界ab、cd足夠長,cd為厚度不計的金箔,金箔右側(cè)cd與MN之間有一寬度為L=128cm的無場區(qū)域,MN右側(cè)為固定在O點的電荷量為的點電荷形成的電場區(qū)域(點電荷左側(cè)的電場分布以界面MN為界限)。不計粒子的重力,靜電力常數(shù)。() 求: (1)金箔cd被粒子射中區(qū)域的長度y; (2)打在金箔d端離cd中心最遠的粒子沿直線

8、穿出金箔,經(jīng)過無場區(qū)進入電場即開始以O(shè)點為圓心做勻速圓周運動,垂直打在放置于中心線上的熒光屏FH上的E點(未畫出),計算OE的長度;(3)計算此 粒子從金箔上穿出時損失的動能。1.B 2. AB 3.B4. 解:(1)因,所以xyB2NF2F1mgB1由左手定則知:B的方向垂直斜面向上.(2)因,所以由左手定則知:B的方向應(yīng)水平向左.(3)在如圖所示的坐標系中,要使導(dǎo)體棒平衡,安培力F的方向須限制在圖中的F1和F2之間(不包括F1),根據(jù)左手定則可知:B與x的夾角應(yīng)滿足0的區(qū)域后,要做勻速圓周運動,則:qE1=mg 因為mg=qEcot 所以E1=E 電場方向豎直向上. (3)油滴的運動軌跡如

9、圖所示,OPN=600,過P作PM的垂線交x軸于O1,因O1PN =O1NP=300,O1PN為等腰三角形,所以O(shè)1PO1N,O1為油滴做圓周運動的圓心, 圓心角= , 設(shè)O1PR.液滴做圓周運動的半徑:R= 油滴由M點到P點的時間: 油滴由P點到N點做勻速圓周運動的時間: 因為mg=qEcot所以 所以油滴由P點到N點的時間 12. (1)粒子在電場中運動時間為t,有:v0OMNPQm,-qLd; ; ;解得:(2)(,解得:(3)作圖如右13. (1)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力, 即 如圖所示,當粒子運動的圓軌跡與cd相切時上端偏離最遠,由幾何關(guān)系得: 當粒子沿Sb方向射

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