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質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒以速度v與水平方向成θ角從O點進入如圖甲所示的正交勻強電場和勻強磁場組成的復(fù)合場中,該微粒在電場力、洛倫茲力和重力的共同作用下,恰好沿直線運動到A點.下列說法正確的是( )
A.該微粒可能帶正電也可能帶負電荷
B.微粒從O到A的運動可能是勻變速運動
C.該磁場的磁感應(yīng)強度大小B=![]()
D.該電場的電場強度E=![]()
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醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時,利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度.電磁血流計由一對電極a和b以及一對磁極N和S構(gòu)成,磁極間的磁場是均勻的.使用時,兩電極a、b均與血管壁接觸,兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直,如圖所示.由于血液中的正負離子隨血流一起在磁場中運動,電極a、b之間會有微小電勢差.在達到平衡時,血管內(nèi)部的電場可看做是勻強電場,血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零.在某次監(jiān)測中,兩觸點間的距離為3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,兩觸點間的電勢差為160 μV,磁感應(yīng)強度的大小為0.040 T.則血流速度的近似值和電極a、b的正負為( )
A.1.3 m/s,a正、b負 B.2.7 m/s,a正、b負
C.1.3 m/s,a負、b正 D.2.7 m/s, a負、b正
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空間存在豎直向下的勻強電
場和水平方向(垂
直紙面向里)的勻強磁場,如圖所示.已知一離子在
電場力和洛倫茲力共同作用下,從靜止開始自A點沿曲線ACB運動,到達B點時速度為零,C為運動的最低點.不計重力,則( )
A.該離子帶負電
B.A、B兩點位于同一高度
C.C點時離子速度最大
D.離子到達B點后,將沿原曲線返回A點
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三個質(zhì)量相同的質(zhì)點a、b、c帶有等量的正電荷,它們從靜止開始,同時從相同的高度落下,下落過程中a、b、c分別進入如圖所示的勻強電場、勻強磁場和真空區(qū)域中.設(shè)它們都將落到同一水平地面上,不計空氣阻力,則下列說法中正確的是( )
A.落地時a的動能最大 B.落地時a、b的動能一樣大
C.b的落地時間最短 D.c的落地時間最長
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如圖所示,一個帶正電荷的物塊m由靜止開始從斜面上A點下滑,滑到水平面BC上的D點停下來.已知物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)相同,且不計物塊經(jīng)過B處時的機械能損失.先在ABC所在空間加豎直向下的勻強電場,第二次讓物塊m從A點由靜止開始下滑,結(jié)果物塊在水平面上的D′點停下來.后又撤去電場,在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場,再次讓物塊m從A點由靜止開始下滑,結(jié)果物塊沿斜面滑下并在水平面上的D″點停下來.則以下說法中正確的是( )
A.D′點一定在D點左側(cè) B.D′點一定與D點重合
C.D″點一定在D點右側(cè) D.D″點一定與D點重合
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1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示,這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形合D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,下列說法正確的是( )
A.離子由加速器的中心附近進入加速器
B.離子由加速器的邊緣進入加速器
C.離子從磁場中獲得能量
D.離子從電場中獲得
能量
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如圖K38-13所示,在鉛板A上放一個放射源C,可向各個方向射出速率為v的β射線.B為金屬網(wǎng),A、B連接在電路上,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,滑動變阻器的總阻值為R.圖中滑動變阻器滑片置于中點,AB間的間距為d,M為足夠大的熒光屏,M緊挨著金屬網(wǎng)外側(cè).已知β粒子質(zhì)量為m,電量為e.不計β射線所形成的電流對電路的影響,求:
(1)閉合開關(guān)S后,AB間場強的大小是多少?
(2)β粒子到達金屬網(wǎng)B的最長時間
是多少?
(3)切斷開關(guān)S,并撤去金屬網(wǎng)B,加上垂直紙面向里、范圍足夠大的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,若加上磁場后β粒子仍能到達熒光屏,這時在熒光屏上發(fā)亮區(qū)的長度是多少?
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圖K38-13
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可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)堆產(chǎn)生能量的方式和太陽類似,因此,它被俗稱為“人造太陽”.熱核反應(yīng)的發(fā)生需要幾百萬度以上的高溫,因而反應(yīng)中的大量
帶電粒子沒有通常意義上的容器可裝.人類正在積極探索各種約束裝置,磁約束托卡馬克裝置就是其中一種.如圖K38-12所示為該裝置的簡化模型.有一個圓環(huán)形區(qū)域,區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,已知其截面
內(nèi)半徑為R1=1.0 m,磁感應(yīng)強度為B=1.0 T,被約束粒子的比荷為
=4.0×107 C/kg,該帶電粒子從中空區(qū)域與磁場交界面上的P點以速度v0=4.0×107 m/s沿環(huán)的半徑方向射入磁場(不計帶電粒子在運動過程中的相互作用,不計帶電粒子的重力).
(1)為約束粒子不穿越磁場外邊界,求磁場區(qū)域的最小外半徑R2.
(2)若改變該粒子的入射速率v,使v=
v0,求該粒子從P點進入磁場開始到第一次回到P點所需要的時間t.
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圖K38-12
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在電視機的設(shè)計制造過程中,要考慮到地磁場對電子束偏轉(zhuǎn)的影響,可采用某種技術(shù)進行消除.為確定地磁場的影響程度,需先測定地磁場的磁感應(yīng)強度的大小,在地球的北半球可將地磁場的磁感應(yīng)強度分解為水平分量B1和豎直向下的分量B2,其中B1沿水平方向,對電子束影響較小可忽略,B2可通過以下裝置進行測量.如圖K38-11所示,水平放置的顯像管中電子(質(zhì)量為m,電荷量為e)從電子槍的熾熱燈絲上發(fā)出后(初速度可視為0),先經(jīng)電壓為U的電場加速,然后沿水平方向自南向北運動,最后打在距加速電場出口水平距離為L的屏上,電子束在屏上的偏移距離為d.
(1)試判斷電子束偏向什么方向;
(2)試求地磁場的磁感應(yīng)強度的豎直分量B2.
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圖K38-11
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如圖K38-10所示,在平面直角坐標系中有一個垂直于紙面向里的圓形勻強磁場,其邊界過原點O和y軸上的點a(0,L). 一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從a點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場,并從x軸上的b點射出磁場,此時速度方向與x軸正方向的夾角為60°.下列說法正確的是( )
A.電子在磁場中運動的時間為![]()
B.電子在磁場中運動的時間為![]()
C.磁場區(qū)域的圓心坐標為(
,
)
D.電子在磁場中做圓周運動的圓心坐標為(0,-2L)
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圖K38-10
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