如图所示,匀强磁场的磁感应强度B="0.5" T,边长L="10" cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r="1" Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2π rad/s,外电路电阻R="4" Ω.求:(1)转动过程中感应电动势的最大值;(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;(4)交流电压表的示数;(5)转动一周外力做的功.
汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,(O'与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P'间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示). (1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。 (2)推导出电子的比荷的表达式
两块金属板a、b平行放置,板间存在与匀强电场正交的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速度υ从两极板中间,沿垂直于电场、磁场的方向射人场中,无偏转地通过场区,如图所示。 已知板长l=l0cm,两板间距d=3.0cm,两板间电势差U=150V,υ0=2.0×107m/s。 (1)求磁感应强度B的大小; (2)若撤去磁场,求电子穿过电场时偏离入射方向的距离,以及电子通过场区后动能增加多少? (电子所带电荷量的大小与其质量之比e/m=1.76×1011C/kg,电子电荷量的大小e=1.60 ×10-19C)
如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60º。一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30º角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)。
如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场,并经过y轴上y=处的P3点。不计重力。求(l)电场强度的大小。(2)粒子到达P2时速度的大小和方向。(3)磁感应强度的大小。
在以坐标原点O为圆心、半径为的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与轴的交点A处以速度沿方向射入磁场,它恰好从磁场边界与轴的交点C处沿方向飞出。 (1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷; (2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了角,求磁感应强度多大?此次粒子在磁场中运动所用时间是多少?