1998年6月,我国科学家和工程师研制的阿尔法磁谱仪由发现号航天飞机搭载升空,探测宇宙中是否有反物质.我们知道物质的原子是由带正电的原子核及带负电的电子组成,原子核是由质子和中子组成,而反物质的原子则是由带负电的反原子核及带正电的正电子组成,反原子核由反质子和反中子组成.与质子、中子、电子等这些物质粒子相对应的反质子、反中子、反电子等均称为反粒子.由于反粒子具有与相应粒子完全相同的质量及相反的电磁性质,故可用下述方法探测:如图14所示,设图中各粒子或反粒子沿垂直于匀强磁场B方向()进入横截面为MNPQ的磁谱仪时速度相同,若氢()原子核在Ox轴上的偏转位移为,且恰为其轨道半径的一半.
(1)请画出反氢核()和反氦核()的轨迹;
(2)求出它们在Ox轴上的偏转位移和.
磁谱仪是测量α能谱的重要仪器。磁谱仪的工作原理如图所示,放射源S发出质量为m、电量为q的α粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,被限束光栏Q限制在2φ的小角度内,α粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片P上。(重力影响不计)
⑴若能量在E~E+ΔE(ΔE>0,且ΔE<<E)范围内的α粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场。试求这些α粒子打在胶片上的范围Δx1。
⑵实际上,限束光栏有一定的宽度,α粒子将在2φ角内进入磁场。试求能量均为E的α粒子打到感光胶片上的范围Δx2
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如图10所示,在沿水平方向的匀强电场中有a、b两点,已知a、b两点在同一竖直平面但在不同的电场线上.一个带电小球在重力和电场力作用下由a点运动到b点,在这一运动过程中,以下判断中正确的是
图10
A.该带电小球的动能可能不变 |
B.该带电小球运动的轨迹一定是直线 |
C.该带电小球做的一定是匀变速运动 |
D.该带电小球在a点的速度可能为零 |
如图所示,在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀速磁场,场强大小为E。在其它象限中存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。A是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离为h;C是x轴上的一点,到O的距离为L。一质量为m,电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而通过C点进入磁场区域。并再次通过A点,此时速度方向与y轴正方向成锐角。不计重力作用。试求:
⑴粒子经过C点速度的大小和方向;
⑵磁感应强度的大小B。
如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=1.57T。小球1带正电,其电量与质量之比=4C/kg,所受重力与电场力的大小相等;小球2不带电,静止放置于固定和水平悬空支架上。小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度与小球2正碰,碰后经0.75s再次相碰。设碰撞前后两小球带电情况不发生改变,且始终保持在同一竖直平面内。(取g=9.8m/s2)问:
(1)电场强度E的大小是多少?
(2)两小球的质量之比是多少?
磁流体发电是一种新型发电方式,图4中图(1)和图(2)是其工作原理示意图.图(1)中的长方体是发电导管,其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b,前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可略的导体电极,这两个电极与负载电阻RL相连.整个发电导管处于图(2)中磁场线圈产生的匀强磁场里,磁感应强度为B,方向如图所示.发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动,并通过专用管道导出.由于运动的电离气体受到磁场作用,产生了电动势.发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同.设发电导管内电离气体流速处处相同,且不存在磁场时电离气体流速为v0,电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比,发电导管两端的电离气体压强差Δp维持恒定,求:
图4
(1)不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F为多大?
(2)磁流体发电机的电动势E的大小;
(3)磁流体发电机发电导管的输入功率P.
如图所示,P、Q是两个电荷量相等的异种点电荷,其中P带正电,Q带负电,它们连线的中点是O,MN是中垂线,两电荷连线与中垂线所在平面与纸面平行.在垂直纸面方向有一磁场,中垂线上一正电荷以初速度v0沿中垂线运动,忽略重力作用,则( )
A.磁场的方向垂直纸面向外 |
B.正电荷做匀速直线运动,所受洛伦兹力的大小不变 |
C.正电荷做匀速直线运动,所受洛伦兹力的大小变化 |
D.正电荷做变速直线运动,所受洛伦兹力的大小不变 |
长为l 的水平极板间有如图所示的匀强磁场,磁感强度为B,板间距离也为l 。
现有一质量为 m 、带电量为 +q 的粒子从左边板间中点处沿垂直于磁场的方向以速度 v0射入磁场,不计重力。要想使粒子不打在极板上,则粒子进入磁场时的速度 v0 应为多少?
某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场,A、B两个物块叠放在一起,并置于光滑的绝缘水平地面上.物块A带正电,物块B为不带电的绝缘块.水平恒力F作用在物块B上,使A、B一起由静止开始向左运动.在A、B一起向左运动的过程中,以下关于A、B受力和运动的说法中正确的是( )
A.A对B的压力变小 B.B对A的摩擦力保持不变
C.A对B的摩擦力变大 D.B对地面的压力保持不变
如图所示,一电子从a点以速度v垂直进入长为d、宽为h的矩形磁场区域,沿曲线ab运动,通过b点离开磁场.已知电子质量为m、电荷量为e,磁场的磁感应强度为B,ab弧长为s,则该电子在磁场中运动的时间为( )
A.t= | B.t= |
C.t=arcsin() | D.t=arccos() |
如图所示,在一根软棒上绕有两组线圈M、N,线圈M与电阻R相连,线圈N上接有电源和电键S,则下列有关判断正确的是:
A.闭合电键S的瞬时,有感应电流通过电阻R,主向为a→b |
B.闭合电键S的瞬时,有感应电流通过电阻R,方向为b→a |
C.闭合电键S后,一直有感应电流通过电阻R |
D.断开电键S的瞬时,两线圈中均无电流通过 |
关于磁感线的认识,下列说法正确的是……( )
A.磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极 |
B.磁感线可以表示磁场的强弱和方向 |
C.电流在磁场中的受力方向即为该点磁感线的切线方向 |
D.沿磁感线方向,磁感应强度减弱 |
如图11-31所示,在光滑水平桌面上,有两根弯成直角的相同金属棒,它们的一端均可绕固定转轴O自由转动,另一端b互相接触,组成一个正方形线框,正方形每边长度均为l.匀强磁场的方向垂直桌面向下,磁感应强度为B.当线框中通以图示方向的电流时,两金属棒在b点的相互作用力为f,则此时线框中的电流大小为_______.(不计电流产生的磁场)
图11-31
试题篮
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