8.⑴负电 ⑵
⑶
![]()
1.⑴A;⑵A;⑶B;⑷C 2.ABD 3.B 4.A 5.ACD 6.B 7.A
3.3复合场(一)
例1.讨论:⑴
没有可能通过P;⑵
,
,沿直线直接通过P;⑶
,y满足
,
,
时,粒子通过P点.从而得
,n=1,2,3,…
例2.⑴由题意可判知粒子带正电,欲在磁场中向下偏转,故由左手定则判知所加磁场应垂直面向外.
⑵加电场时,粒子做类平抛运动,设盒子边长为L,粒子质量O为m,带电量为q,则有
得:E=
;当加磁场时,如图由几何知识得(L-r)2+(
)2=r2得r=![]()
例3.⑴小球刚开始下滑时速度较小,
受力分析如图:
![]()
...................①
当
时
a达最大为![]()
随v的增大,
,小球受力如右图所示.则
..................②
所以在a达到am之前,当
时,速度为
(条件:
)
在a达到am之后,当
时,速度为![]()
⑵在a达到am后,随着v增大,a减小,当a=0时v=vm,由②式可得![]()
设在a到达am之前,有
,则由①式解得此时加速度为![]()
因为
故
这与题设矛盾,说明
之前速度不可能达到最大速度的一半.则将
代入②式可解得![]()
例4.从速度选择器中能通过小孔S2的离子,应满足
,
(m/s).在偏转磁场中
,所以
,质量数
,将
m代入,得M1=63.将
m代入,得M2=65.
练习答案:
11.
如图3-3-11,两个共轴的圆筒形金属电极,外电极接地,其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d,外筒的外半径为r0,在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场,磁感强度的大小为B.在两极间加上电压,使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场.一质量为m,带电量为+q的粒子,从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发,初速成为零,如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S,则两极之间的电压U应是多少?(不计重力,整个装置在真空中)
10.
由于受地球信风带和盛西风带的影响,在海洋中形成一种河流称为海流.海流中蕴藏着巨大的动力资源.据统计,世界大洋中所有海洋的发电能力达109Kw.早在19世纪法拉第就曾设想,利用磁场使海流发电,因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随海流作定向运动,如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏转,便有可能发出电来.目前,日本的一些科学家将计划利用海流建造一座容量为1500kW的磁流体发电机.如图3-3-10所示为一磁流体发电机的原理示意图,上、下两块金属板M、N水平放
置浸没在海水里,金属板面积均为S=1×103m2,板间相距d=100m ,海水的
电阻率
.在金属板之间加一匀强磁场,磁感应强度
B=0.1T,方向由南向北,海水从东向西以速度
=5m/s流过两金属板
之间,将在两板之间形成电势差.
(1) 达到稳定状态时,哪块金属板的电势较高?
(2) 由金属板和海水流动所构成的电源的电动势E及其内电阻r各为多少
(3)
若用此发电装置给一电阻为20
的航标灯供电,则在8h内航标灯所消耗的电能为多少?
9.
在真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和水平方向的匀强磁场,如图3-3-9所示,有甲、乙两个均带负电的油滴,电量分别为q1和q2,甲原来静止在磁场中的A点,乙在过A点的竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动.如果乙在运动过程中与甲碰撞后结合成一体,仍做匀速圆周运动,轨迹如图所示,则碰撞后做匀速圆周运动的半径是多大?原来乙做圆周运动的轨迹是哪一段?假设甲、乙两油滴相互作用的电场力很小,可忽略不计.
8.
如3-3-8图,光滑绝缘细杆MN处于竖直平面内,与水平面夹角为37°,一个范围较大的磁感强度为B 的水平匀强磁场与杆垂直,质量为m的带电小球沿杆下滑到图中的P处时,向左上方拉杆的力为0.4mg,已知环带电量为q.求
⑴环带何种电荷?⑵环滑到P处时速度多大?
⑶在离P多远处环与杆之间无摩擦力作用?
7.
电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图3-40所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线).图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面.当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流的两端连接,I表示测得的电流值.已知流体的电阻率为
,不计电流表的内阻,则可求得流量为
( )
A.
B.
C.
D.![]()
6.
如图3-3-5所示,一个质量为m的带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,那么该液滴
( )
A. 一定带正电,且沿逆时针方向转动 B.一定带负电,且沿顺时针方向转动
C.一定带负电, 绕行方向不明 D.带什么电,绕行方向不确定
5.![]()
足够长的光滑绝缘槽,与水平方向的夹角分别为α和β(α<β=,如图3-3-4所示,加垂直于纸面向里的磁场,分别将质量相等,带等量正、负电荷的小球a和b ,依次从两斜面的顶端由静止释放,关于两球在槽上的运动,下列说法中正确的是
( )
A. 在槽上a、b两球都做匀加速直线运动,aa>ab
B. 在槽上a、b两球都做变加速直线运动,但总有aa>ab
C. a、b两球沿直线运动的最大位移 分别为Sa、Sb,则Sa<Sb
D. a、b两球沿槽运动的时间分别为ta、tb,则ta<tb
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