在如图所示的各图中,匀强磁场的磁感应强度大小均为B,带电粒子的速率均为v,带电荷量均为q,试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并说明洛伦兹力的方向。
(1) (2)
(3) (4)
一带电粒子(重力不计,图中已标明粒子所带电荷的正负)进入磁场中,下列关于磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向的标示正确的是( )
A. B.
C. D.
如图所示,的区域内存在着沿轴负方向的匀强电场E,E在轴方向区域足够大.有一个比荷为的带正电粒子(粒子重力不计) 从O点出发,以的初速度沿轴正方向射入电场,经过点A()离开电场.在第四象限垂直于轴的边界右侧的区域有磁感应强度为B的匀强磁场,M点的坐标为().粒子进入磁场后,又穿过边界离开磁场.
(1)求电场强度E的大小;
(2)求满足条件的磁感应强度B的最小值;
(3)若磁感应强度保持(2)中的最小值,将磁场区域改成圆形,为了使粒子能垂直击中轴上点G() ,求磁场区域的最小面积.
如图所示,一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑槽轨.槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=0.50T.有一个质量m=0.10g、带电量为q=+1.6×10-3C的小球在水平轨道上向右运动.若小球恰好能通过最高点,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小球在最高点所受的洛伦兹力F;
(2)小球的初速度v0。
如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源,现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨 电阻不计,g取10m/s2(已知sin37°=0.60,cos37°=0.80).求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力.
音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机,如图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等,某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I.
(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向;
(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v,求安培力的功率.