如图甲所示的坐标系中,第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场,方向的宽度OA=cm,方向无限制,磁感应强度B0=1×10-4T。现有一比荷为=2×1011C/kg的正离子以某一速度从O点射入磁场,α=60°,离子通过磁场后刚好从A点射出。
1.求离子进入磁场B0的速度的大小;
2.离子进入磁场B0后,某时刻再加一个同方向的匀强磁场,使离子做完整的圆周运动,求所加磁场磁感应强度的最小值;
3.离子进入磁场B0的同时,再加一个如图乙所示的变化磁场(正方向与B0方向相同,不考虑磁场变化所产生的电场),求离子从O点到A点的总时间。
如图所示,有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,两边界间距s=0.1m.一边长 L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻R=0.4Ω。现使线框以v=2m/s的速度从位置I匀速运动到位置Ⅱ。
1.求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小.
2.求整个过程中线框所产生的焦耳热.
3.在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线.
如图所示,正方形导线框ABCD之边长l=10cm,质量m=50g,电阻R=0.1Ω。让线框立在地面上,钩码质量m′=70g,用不可伸长的细线绕过两个定滑轮,连接线框AB边的中点和钩码,线框上方某一高度以上有匀强磁场B=1.0T。当钩码由图示位置被静止释放后,线框即被拉起,上升到AB边进入磁场时就作匀速运动。细绳质量、绳与滑轮间的摩擦和空气阻力均不计,g取10m/s2,求:
1.线框匀速进入磁场时其中的电流。
2.线框全部进入磁场所用的时间。
3.线框从图示位置到AB边恰好进入磁场时上升的高度。
如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应。实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流I和B的关系为U=k,式中的比例系数k称为霍尔系数。
设电流I是由自由电子的定向流动形成的,电子的平均定向移动速度为v,电荷量为e,回答下列问题:
1.达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”);
2.电子所受的洛伦兹力的大小为________;
3.当导体板上下两侧之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为________;
4.证明霍尔系数为k=,其中n代表导体内单位体积中自由电子的个数.
在斜角θ=30°的光滑导体滑轨A和B的上端接入一个电动势E=3 V,内阻r=0.1Ω的电源,滑轨间距L=10 cm,将一个质量m=30 g,电阻R=0.4Ω的金属棒水平放置在滑轨上。若滑轨周围加一匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,如图所示,求
1.金属棒中通过的电流;
2.滑轨周围空间所加磁场磁感应强度的最小值及其方向。
某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程=0.6A,内阻)和若干导线。
1.请根据测定电动势E和内电阻r的要求,设计图A中器件的连接方式,画线把它们连接起来。
2.接通开关,逐次改变电阻箱的阻值,读出R及与对应的电流表的示数I,并作记录。当电阻箱的阻值时,其对应的电流表的示数如图B所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数;再制作R-坐标图,如图C所示,图中已标注出了(R,)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图B实验数据对应的坐标点也标注在图C中上。
3.在图C上把描绘出的坐标点连成图线。
4.根据描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V,内电阻 。