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有一种磁强计用于测定地磁场的磁感应强度,原理如图所示。电路有一段金属导体,它的横...

有一种磁强计用于测定地磁场的磁感应强度,原理如图所示。电路有一段金属导体,它的横截面是宽a、高b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x轴正方向电流I.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电荷量为e,金属导电过程中,自由电子所做的定向移动可视为匀速运动.两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触,用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差U.则磁感应强度的大小和电极M、N的正负为: 

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A. 满分5 manfen5.com,M正、N负             B. 满分5 manfen5.com,M正、N负

C. 满分5 manfen5.com,M负、N正             D. 满分5 manfen5.com,M负、N正

 

C 【解析】 试题分析:电子定向移动的方向沿轴负向,根据左手定则判断可知电子所受的洛伦兹力向外,电子向外表面偏转,则外表面带负电,内表面失去电子带正电,则电极的电势较高, 电极为正极;当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向前侧面偏转,使得前后两侧面间产生电势差,当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时,前后两侧面间产生恒定的电势差,因而可得, ,,由以上几式解得磁场的磁感应强度: ,故选项C正确,选项ABD错误。 考点:导体切割磁感线时的感应电动势 【名师点睛】解决本题的关键会利用左手定则判断洛伦兹力的方向,以及知道稳定时电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡, 电子定向移动形成电流,根据电流的方向得出电子定向移动的方向,根据左手定则,判断出电子的偏转方向,在前后两侧面间形成电势差,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下平衡,根据平衡求出磁感应强度的大小。  
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考点分析:
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有三束粒子,分别是质子(p)、氚核(满分5 manfen5.com)和α粒子束,如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(方向垂直于纸面向里),在下图中,哪个图能正确地表示出了这三束粒子的偏转轨迹    

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如图所示,矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行,磁感应强度大小均为B,矩形区域的长度足够长,磁场宽度及BB′与CC′之间的距离相同.某种带正电的粒子从AA′上的O1处以大小不同的速度沿与O1A成α=30°角进入磁场如图所示,不计粒子所受重力,当粒子的速度小于某一值时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间均为t0;当速度为v0时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间为满分5 manfen5.com.求:

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1粒子的比荷满分5 manfen5.com;(4分)

2磁场区域Ⅰ和Ⅱ的宽度d;(4分)

3速度为v0的粒子从O1到DD′所用的时间.(2分)

 

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如图所示装置的左半部分为速度选择器,相距为d的两块平行金属板分别连在电压可调的电源两极上(上板接正极),板间存在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;右半部分为一半径为R的半圆形磁场区域,内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场矩形abcd相切于半圆,小孔M、N连线延长线经过圆心O点且与ad垂直一束质量为m、带电量为+q的离子(不计重力)以不同速率沿MN方向从M孔射入

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(1)金属板间电压为U0时,求从N孔射出的离子的速度大小;(3分)

(2)要使离子能打到ab上,求金属板间电压U的取值范围(7分)

 

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虚线MN下方有竖直向上的匀强电场,场强大小E=2×103V/m,MN上方有一竖直长为L=0.5m的轻质绝缘杆,杆的上下两端分别固定一带电小球A、B可看成质点,质量均为m=0.01kg,A带电量为满分5 manfen5.com;B带电量满分5 manfen5.com,B到MN的距离h=0.05m。现将杆由静止释放(g取10m/s2),求:

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(1)小球B在匀强电场中,而A还未进入电场时,两小球的加速度大小。3分

(2)从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间。5分

 

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如图所示,两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置,导轨电阻不计,两导轨间距L=0.5 m,在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab,金属棒ab处于静止状态,它的质量为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com。金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R2=2Ω,电源电动势E=2V,电源内阻r=1Ω,电阻R1=2Ω,其他电阻不计。装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,满分5 manfen5.com)求:

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(1)所加磁场磁感应强度方向;(3分)

(2)磁感应强度B的大小。(5分)

 

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试题属性

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