如图所示,在水平放置的平行导轨(间距为0.2m)一端架放着一根质量m=40g,长L=0.2m的金属棒ab,导轨另一端通过开关与电源相连,该装置放在高h=20cm的绝缘垫块上。当有竖直向下B=1T的匀强磁场时,接通开关(图中末画开关),金属棒ab会被平抛到距导轨右端水平距离s=100cm处,不计一切阻力,g=10m/s2,试求:
(1)开关接通瞬间安培力对金属棒ab做的功W?
(2)开关接通瞬间流经金属棒ab的电荷量q?
如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置一质量为m=0.1kg、带正电q=0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左,大小为F=0.6N的恒力,g取10m/s2.则滑块( )
A.开始做匀加速运动,然后做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动
B.一直做加速度为2m/s2的匀加速运动,直到滑块飞离木板为止
C.速度为6m/s时,滑块开始减速
D.最终做速度为10m/s的匀速运动
如图所示,O点有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,它们的速度大小相等、速度方向均在xOy平面内.在直线x=a与x=2a之间存在垂直于xOy平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场,与y轴正方向成60°角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出.不计粒子的重力和粒子间的相互作用力关于这些粒子的运动,下列说法正确的是( )
A.粒子的速度大小为
B.粒子的速度大小为
C.与y轴正方向成120°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长
D.与y轴正方向成90°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长
美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,利用带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的特点,使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量.如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场的场强大小恒定,且被限制在A、C板间,带电粒子从P0处由静止释放,并沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场中做匀速圆周运动.对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是
A.带电粒子每运动一周被加速一次
B.P1P2=P2P3
C.粒子能获得的最大速度与D形盒的尺寸有关
D.A、C板间的加速电场的方向需要做周期性的变化
如图是磁电式电流表的结构,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布,线圈中a、b两条导线长均为l,通以图示方向的电流I,两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则( )
A.该磁场是匀强磁场
B.线圈平面总与磁场方向垂直
C.线圈将顺时针转动
D.a、b导线受到的安培力大小总为BIl
现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为
A.11
B.12
C.121
D.144