某兴趣小组查阅资料发现:1957年,科学家首先提出了两类超导体的概念,一类称为Ⅰ型超导体,主要是金属超导体,另一类称为Ⅱ型超导体(载流子为电子),主要是合金和陶瓷超导体。Ⅰ型超导体对磁场有屏蔽作用,即磁场无法进入超导体内部,而Ⅱ型超导体则不同,它允许磁场通过。现将一块长方体Ⅱ型超导体通入稳恒电流I后放入匀强磁场中,如图所示,该小组就以下问题进行分析讨论:
(1)超导体的内部________热能(填“产生”或“不产生”);
(2)超导体所受安培力_______其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力(填“等于”或“不等于”);
(3)超导体表面上两点的电势关系为_______(填“等于”或“大于”或“小于”)。
如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60°,AO=L,在O点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子(不计重力作用),粒子的比荷为,发射速度大小都为v0,且满足。粒子发射方向与OC边的夹角为θ,对于粒子进入磁场后的运动,下列说法正确的是( )
A. 粒子有可能打到A点
B. 以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最长
C. 以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等
D. 在AC边界上只有一半区域有粒子射出
两个电荷量、质量均相同的带电粒子甲、乙以不同速率从a点沿对角线方向射入正方形匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。甲粒子垂直bc离开磁场,乙粒子垂直ac从d点离开磁场,不计粒子重力,则( )
A. 甲粒子带正电,乙粒子带负电
B. 甲粒子的运行动能是乙粒子运行动能的2倍
C. 甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍
D. 甲粒子在磁场中的运行时间与乙粒子相等
1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确 ( )
A. 该束带电粒子带正电
B. 速度选择器的P1极板带负电
C. 在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D. 在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小
用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹。图甲是洛伦兹力演示仪的实物图,图乙是结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场,励磁线圈中的电流越大,产生的磁场越强。图乙中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。下列关于实验现象和分析正确的是:( )
A. 要使电子形成如图乙中的运动径迹,励磁线圈应通以顺时针方向的电流
B. 仅升高电子枪加速电场的电压,电子束径迹的半径变大
C. 仅增大励磁线圈中的电流,电子束径迹的半径变大
D. 仅升高电子枪加速电场的电压,电子做圆周运动的周期将变大
如图所示为一种获得高能粒子的装置——环形加速器,环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的极板,原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两极板间的电场中加速。每当粒子离开电场区域时,A板电势又降为零,粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而在环形区域内绕行半径不变(设极板间距远小于R)。下列关于环形加速器的说法中正确的是( )
A. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为=
B. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为
C. A、B板之间的电压可以始终保持不变
D. 粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为=