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,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= -2h处的P3点。不计重力。求:
(1)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。
如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置。两导轨间距为L0,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
(1)由向方向看到的装置如图乙,在此图中画出杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑时,当杆的速度大小为时,求此时杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑过程中,杆可以达到的速度最大值。
(4)如果ab从静止开始下滑S距离达到最大速度,求此过程产生的焦耳热
目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机,它可以把气体的内能直接转化为电能。如图所示为它的发电原理图。将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,从整体上来说呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场中有两块面积为S,相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路。设气流的速度为v,气体的电导率(电阻率的倒数)为g,则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为( )
A.I=,A→R→B B.I=,B→R→A C.I=,B→R→A D.I=,A→R→B
两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m、电荷量+q的油滴恰好处于静止。则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是( )
A.磁感应强度B竖直向上且正增强,
B.磁感应强度B竖直向下且正增强,
C.磁感应强度B竖直向上且正减弱,
D.磁感应强度B竖直向下且正减弱,
在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B随时间如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是( )
回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示。它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加速氚核()和α粒子()比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有( )
A.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能也较大
B.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小
C.加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能也较小
D.加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能较大