如图5所示,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。在匀强磁场中做匀速圆周运动的一个电子,动量为P,电量为e,在A、C点,所受洛仑兹力的方向如图示,已知AC=d。求电子从A到C时发生的偏转角。
如图3所示,有垂直坐标平面的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,方向向里。一带正电荷量为q的粒子,质量为m,从O点以某一初速度垂直射入磁场,其轨迹与x、y轴的交点A、C到O点的距离分别为a、b。试求:(1)初速度方向与x轴夹角;(2)初速度的大小。
(1)求离子在磁场中运动的轨道半径
(2)若离子在磁场中运动的轨道半径为时,求与轴成30°角射出的离子从P点到达R点的时间
(3)试推出在的区域中磁场的边界点坐标与之间满足的关系式
如图3-22所示,一根长为0.2m的金属棒放在倾角为θ=370的光滑斜面上,并通以I=5A电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度为B=0.6T,竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,则该棒的重力为多少?
在真空中半径为r=3x10-2m处有一匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,方向如图,一个带正电的粒子以速度v0=1.2x106m/s的初速度从磁场的边界上的直径ab一端a点射入磁场,已知粒子的比荷q/m=108c/kg,不计粒子重力,求粒子在磁场中运动的最长时间为多少?
如图9所示,有一磁感应强度B=9.1×10-4T的匀强磁场,C、D为垂直于磁场的同一平面内的两点,它们之间的距离l=0.05m,今有一电子在此磁场中运动,它经过C点时的速度v的方向和磁场方向垂直,且与CD间的夹角α=30°,问:
(1)电子在C点时所受的洛仑兹力的方向如何?
(2)若此电子在运动中后来又经过了D点,则它的速度v应是多大?
(3)电子从C点到D点所用的时间是多少(电子的质量m=9.1×10-31kg,电子的电量e=1.6×10-19C)?
质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ角斜向下,如图15-2-23所示,求棒MN所受的支持力和摩擦力.
图15-2-23
如图15-3-12所示的磁电式电流表的内部示意图.已知辐射状磁场的磁感应强度B="0.9" T,矩形线圈边长L1="2" cm,L2="2.5" cm,匝数N="2" 000,电流表的满偏角为θ=90°,与线圈相连的两个螺旋弹簧总的扭转特征是:每扭转1°,产生的力矩为1×10-6 N·m.求该电流表的满偏电流.
图15-3-12
如图15-2-26所示,水平桌面上放置U形金属导轨,串接有电源.现将两根质量相等的裸导线L1和L2放在导轨上,方向与导轨垂直,导轨所在的平面有一个方向向上的匀强磁场.当合上开关后,两根导线便向右运动,并先后脱离导轨右端掉到水平地面上,测得它们落地位置与导轨右端的水平距离分别为s1和s2.求合上开关后:
图15-2-26
(1)安培力对导线L1和L2所做的功之比为多少;
(2)通过导线L1和L2的电荷量之比为多少.
一个密度ρ="9" g/cm3、横截面积S="10" mm2的金属环,处于径向对称、方向发散的磁场中,如图15-2-25所示,环上各点的磁感应强度为B="0.70" T,与环面夹角α=60°.若在环中通以顺时针方向(俯视)电流I="2" A,并保持Δt="0.2" s,试分析环将做什么运动,上升的最大高度是多少.(不计空气阻力)
图15-2-25
如右图所示,在正交的匀强电磁场中,电场强度为E,磁感应强度为B;质量为m、带电荷量为+q的粒子由A孔以v0飞入,飞出电场时,距上板为d.求刚飞离电场时粒子受的洛伦兹力大小.(重力不计)
用细绳将一根长为50 cm、质量为10 g的直导线MN平挂在磁感应强度为1.0 T的磁场中,导线中通有电流I,电流的方向和磁场垂直,如图所示.要使细绳的张力为零,则导线中的电流大小是多少?方向如何?
如图15-2-21所示,将一根长为L的直导线,由中点折成直角放在磁感应强度为B的匀强磁场中,导线平面与磁感线垂直.当导线中通以电流I后,求磁场对导线的作用力.
图15-2-21
两条光滑的水平金属导轨彼此平行,置于桌边,金属棒ab架在两导轨端点上并与导轨垂直,导轨区域内有竖直向下的匀强磁场,导轨另一端与电池、电容器连成电路,如图15-2-11所示.已知金属棒的质量m=5×10-3kg,两导轨间距L="1.0" m,电池电动势E="16" V,电容器的电容量C="200" μF,磁场的磁感应强度B="0.5" T,金属棒在通电后受安培力作用而平抛出去,下落高度h="0.8" m,抛出落地水平位移S="0.064" m.试求开关K先接1,再接2,金属棒被抛出后电容器上电压的数值.
图15-2-11