1、带电粒子在匀强磁场中的运动(1)【典型例题】【例 1】一电子以垂直于匀强磁场的速度 vA,从 A 处进入长为 d 宽为 h 的磁场区域如图,发生偏移而从 B 处离开磁场,若电量为 e,磁感应强度为 B,弧 AB 的长为 L,则( )A、电子在磁场中运动的时间为 t=d/vA B、电子在磁场中运动的时间为 t=L/vA C、洛仑兹力对电子做功是 BevAh D、电子在 A、B 两处的速度相同【例 2】图所示的匀强磁场中有一束质量不同、速率不同的一价正离子,从同一点 P 沿同一方向射入磁场,它们中能够到达屏上同一点 Q 的粒子必须具有( )A、相同的动量 B、相同的速率 C、相同的质量 D、相同的
2、动能【例 3】竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在图所示的匀强磁场中,B=1.1T,管道半径 R=0.8m,其直径 POQ 在竖直线上,在管口 P 处以 2m/s 的速度水平射入一个带电小球(可视为质点) ,其电量为 10-4C(g 取 10m/s2)试求:小球滑到 Q 处的速度为多大?若小球从 Q 处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,小球的质量为多少?【基础练习】一、选择题:1、关于带电粒子在磁场中的运动,下列说法正确的是( )A、带电粒子飞入匀强磁场后,一定做匀速圆周运动B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时,速度一定不变C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时,洛仑兹力的方向总和运动方
3、向垂直D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时,动能一定保持不变2、质子和 粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动,由此可知,质子的动能 E1 和 粒子 的动能 E2 之比 E1:E 2 等于( )A、4:1 B、1:1 C、1:2 D2:13、带电粒子以相同的速度分别垂直进入匀强电场和匀强磁场时,它将( )A、在匀强电场中做匀速圆周运动 B、在匀强磁场中做变加速曲线运动C、在匀强电场中做抛物线运动 D、在匀强磁场中做抛物线运动4、把摆球带电的单摆置于匀强磁场中,如图所示,当带电摆球最初两次经过最低点时,相同的量是( )A、小球受到的洛仑兹力 B、摆线的拉力C、小球的动能 D、小球的加速度
4、5、如图所示 ab 是一段弯管,其中心线是半径为 R 的一段圆弧,将它置于一给定的匀强磁场中,磁场方向如图所示,有一束粒子对准 a 端射入弯管,粒子有不同质量,不同速度,但都是二价正离子,下列说法中正确的是( )A、只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B、只有质量一定的粒子可以沿中心线通过弯管C、只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D、只有动能一定的粒子可以沿中心线通过弯管6、如图所示,比荷为 e/m 的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感受应强度为 B 的匀强磁场区域,要从右侧面穿出这个磁场区域,电子的速度至少应为( )A、2Bed/m B、Bed/m C、Bed/
5、(2m) D、 Bed/m2二、填空题:7、边长为 a 的正方形处于有界磁场中,如图所示。一束电子以速度 v0 水平射入磁场后,分别从 A 处和 C 处射出,则 VA:VC= ,所经历的时间之比tA:tB= 。8、一初速度为零的带电粒子,经电压为 U 的电场加速后进入磁感应强度为 B的匀强磁场中,已知带电粒子的质量为 m,电量为 q,则带电粒子所受的洛仑兹力为 ,轨道半径为 。9、质子和 粒子以相同的动能垂直于磁场方向射入同一匀强磁场,它们的运动轨迹半径之比RP:R = ,运动周期之比 TP:T = 。 三、计算题:10、如图所示,质量为为 m、电量为 q 的带电粒子,经电压为 U 加速,又经
6、磁感应强度为 B 的匀强磁场后落到图中 D 点,求 A、D 间的距离和粒子在磁场中运动的时间。11、如图所示,一个带负电的粒子以速度 v 由坐标原点射入磁感应强度为 B的匀强磁场中,速度方向与 x 轴、y 轴均成 45。已知该粒子电量为-q,质量为 m,则该粒子通过 x 轴和 y 轴的坐标分别是多少?12、带电液滴从 H 高处自由下落,进入一个既有电场又有磁场的区域,已知磁场方向垂直纸面,电场与磁场垂直,电场强度为 E,磁感应强度为B,若液滴在此区域内正好做匀速圆周运动,则圆周的半径为多大?【能力提升】1、质子( H)和 粒子( He)以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中,它们在垂直于磁场的14
7、2平面内都做匀速圆周运动,它们的轨道半径和运动周期的关系是( )A、R P:R =1:2,T P:T =1:2 B、R P:R =2:1,T P:T =2:1C、R P: R =1:2,T P:T =2:1 D、R P:R =1:4,T P:T =1:42、在竖直放置的光滑绝缘圆环中,套有一个带电量为-q、质量为 m 的小环,整个装置放在如图所示的正交电磁场中,已知 E=mg/q。当小环从大环顶无初速下滑时, 在滑过什么弧度时所受洛仑兹力最大( )A、 /4 B、 /2 C、3 /4 D、3、如图所示,带电粒子进入匀强磁场,垂直穿过均匀铝板,如果R1=20cm,R 2=19cm,求带电粒子能穿
8、过铝板多少次。 (设铝板对粒子的阻力恒定,粒子的电量不变)4、串列加速器是用来产生高能离子的装置,图中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部 b 处有很高的正电势 U,a、c 两端均有电极接地(电势为零) 。现将速度很低的负一价碳离子从 a 端输入,当离子到达 b 处时,可被设在 b 处的特殊装置将其电子剥离,成为 n 价正离子,而不改变其速度大小。这些正 n 价碳离子从 c 端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B 的匀强磁场 中,在磁场中做半径为 R 的圆周运动,已知碳离子的质量 m=2.010-26,U=7.5105V,B=0.50T ,n=2,基元电荷 e=1.610-1
9、9C ,求 R。带电粒子在匀强磁场中的运动(2)【典型例题】【例 1】如图所示为质谱仪的原理图,A 为粒子加速器,电压为 U1;B 为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为 B1,板间距离为 d;C 为偏转分离器,磁感应强度为 B2。今有一质量为m、电量为 q 的正离子经加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为 R 的匀速圆周运动,求:粒子的速度 v速度选择器的电压 U2粒子在 B2 磁场中做匀速圆周运动的半径 R。【例 2】有一回旋加速器,它的交流电压的频率为 1.2107Hz,半圆形 D 盒电极半径为 0.532m,已知氘核的质量 m=3.3410-27,电量 q=1.610-1
10、9C,问:D 盒接上电源,但盒内不存在电场,为什么?要加速氘核,所需要的磁感应强度为多大?氘核能达到的最大速度是多大?最大动能是多少?【例 3】如图所示,在 x 轴上方有水平向左的匀强电场,电场强度为 E,在 x 轴下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B。正离子从 M 点垂直于磁场方向,以速度 v 射入磁场区域,从 N 点以垂直于 x 轴的方向进入电场区域,然后到达 y 轴上的 P 点,若 OPON,求:离子的入射速度是多少?若离子在磁场中的运动时间为 t1,在电场中的运动时间为 t2,则 t1: t2 多大?【基础练习】一、选择题:1、处在匀强磁场内部的两电子 A 和 B 分别以速
11、率 v 和 2v 垂直射入匀强磁场,经偏转后,哪个电子先回到原来的出发点( )A、同时到达 B、A 先到达 C、B 先到达 D、无法判断2、下列关系回旋加速器的说法中,正确的是( )A、电场和磁场交替使带电粒子加速 B、电场和磁场都能使带电粒子速度加速C、不带电的粒子也能用回旋加速器加速D、磁场的作用是使带电粒子做圆周运动,获得多次被加速的机会3、在回旋加速器内,带电粒子在半圆形盒内经过半个圆周所需的时间与下列哪个量有关( )A、带电粒子运动的速度 B、带电粒子运动的轨道半径C、带电粒子的质量和电量 D、带电粒子的电量和动量4、如图所示,匀强电场方向与匀强磁场方向互相垂直,已知磁感应强度为 0
12、.1T,两板间的距离为 2cm,若速度为 3106m/s 的电子穿过正交的电场和磁场时,不改变方向,则:( )A、上板带正电 B、下板带正电C、两板间的电压 6103V D、两板间的电压 1.5103V5、用回旋加速器分别加速 粒子和质子时,若磁场相同,则加在两个D 形盒间的交变电压的频率应不同,其频率之比为( )A、1:1 B、1:2 C、2:1 D、1:36、如图所示,空间存在正交的电场和磁场,一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,由静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动,到达 B 点时速度为零,C 点是运动过程的最低点,忽略重力,则 ( )A、 这离子一定带正电荷B、 A 点 B 点位于同一
13、高度C、 离子在 C 点时速度最大D、 离子到达 B 点后,将沿原曲线返回到 A 点二、填空题:7、带电量为 q 的粒子,自静止起经电压 U 加速进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中做半径为 r 的圆周运动,如不计粒子的重力,该粒子的速率为 粒子运动的周期为 。8、一束 粒子通过一匀强磁场和匀强电场区域,两场的方向互相垂直,如图所示,电场强度 E=2104V/m,磁感应强度B=0.2T,电场和磁场的水平宽度 d=0.2m,则每个 粒子从该区域左侧射入、右侧射出的过程中,所增加的动能是 eV。9、一回旋加速器,当外加磁场一定时,可把质子加速到 v,使它获得动能 EK,不考虑相对论效应,则:(1)
14、、它能把 粒子加速到的最大速度为 (2)、能使 粒子获得的最大动能为 (3) 、加速 粒子的交变电场的频率与加速质子的交变电场的频率之比为 三、计算题:10、图所示是质谱仪示意图,它可以测定单个离子的质量,图中离子源 S 产生带电量为 q 的离子,经电压为 U 的电场加速后垂直射入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,沿半圆轨道运动到记录它的照片底片 P 上,测得它在 P 上位置与 A 处相距为 d,求该离子的质量 m。11、用一回旋加速质子,半圆形 D 盒电极半径为 0.532m,盒内磁感应强度 B=1.64T,已知质子的质量 m=1.6710-27,电量 q=1.610-19C。试求:所需高频交
15、流电压的频率为多少?质子能达到的最大能量是多少?12、如图所示,回旋加速器 D 型盒的半径为 R,匀强磁场的磁感应强度为 B,高频电场的电压为U,So 为粒子源, S为引出口。若被加速粒子的质量为 m,电荷量为 q,设粒子加速时质量不变,且不考虑粒子从粒子源出来时具有的能量。求:外加电场的变化周期为多少?粒子从加速器中射出时所具有的能量?粒子在加速器中被加速的时间共为多少?【能力提升】1、一束含有不同带电粒子的粒子流垂直射入一匀强磁场中,在磁场中回转半径相同的是( )A、动量大小相同的氘核和 粒子 B、动能相同的质子和 粒子C、动量大小相同的氘核和质子 D、角速度之比为 1:12、回旋加速器中
16、两 D 形盒所接的高频电源的周期应等于( )A、被加速带电粒子做匀速圆周运动的周期B、被加速带电粒子做匀速圆周运动周期的 1/2C、被加速带电粒子做匀速圆周运动周期的 1/4D、高频电源的周期与被加速带电粒子做匀速圆周运动的周期无关3、有一回旋加速器,其匀强磁场的磁感应强度为 B,所加速的带电粒子质量为 m,带电量为 q,试证明:回旋加速器所加高频交流电压的频率 f= mq2如果 D 形盒半圆周的最大半径 R=0.6m,用它来加速质子,在把质子(质量 m=1.6710-27,电量 q=1.610-19C)从静止加速到具有 4.0107eV 的能量,求所需匀强磁场的磁感应强度 B。第三章复习一、
17、选择题:1、如图所示,垂直纸面放置的两根固定长直导线 a 和 b 中通有大小相等的稳恒直流电流 I,在a、b 连线的中垂线上放置另一段可自由运动的直导线 c,当 c 中通以如图所示的直流电流时,结果 c 不受磁场力,则 a、b 中电流方向可能是( )A、a 中电流向里,b 中电流向里B、a 中电流向外,b 中电流向外C、a 中电流向里,b 中电流向外D、a 中电流向外,b 中电流向里2、电子以速度 v0 垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,则( )A、磁场对电子的作用力始终不做功 B、磁场对电子的作用力始终不变C、电子的动能始终不变 D、电子的动量始终不变3、如图所示是磁感受应强度 B、负
18、电荷运动速度 v 和磁场对运动电荷的作用力 f 三者方向的相互关系图,其中正确的是(B、 f 和 v 两两垂直) ( )4、如图 所示, 两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动,设有大小不同 的电流按如图所示的方向通入两铝环,则两铝环的运动情况是( )A、都绕圆柱体运动 B、彼此相向运动,且具有大小相等的加速度C、彼此相向运动,电流大的加速度大 D、彼此相向运动,电流小的加速度大5、如图所示,条形磁铁放在水平粗糙桌面上,它的正中间上方固定一根长直导线,导线中通过方向垂直纸面向里(即与条形磁铁垂直)的电流和原来没有电流通过时相比较,磁铁受到的支持力 N 和磨擦力 f 将( )A、N
19、 减小,f=0 B、N 减小,f 0 C、N 增大,f=0 D、N 增大,f 06、由磁感线强度的定义式 B= 可知( )ILFA、通电导线 L 所在处受到磁场力 F 为零,该处的磁感应强度 B 也一定为零B、磁感应强度 B 的方向与 F 的方向一致C、该定义式只适用于匀强磁场D、只要满足 L 很短、I 很小的条件,该定义式对任何磁场都适用7、一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场,粒子经过的轨迹 如图所示,轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧,由于带电粒子使沿途空气电 离,粒子的能量逐渐减小(带电量不变) ,从图中可以确定粒子的运动方向和 电性是( )A、粒子从 a 到 b,带负电 B、粒子
20、从 b 到 a,带负电C、粒子从 a 到 b,带正电 D、粒子从 b 到 a,带负电8、 、一不计重力的带电粒子垂直射入左向右逐渐增强的磁场中,由于周围气体的阻碍作用,其运动轨迹恰为一段圆弧,则从如图所示可以判断( )A、 粒子从 A 点射入,速率逐渐减小 B、粒子从 B 点射入,速率逐渐增大B、 粒子从 B 点射入,速率逐渐减小 D、粒子从 B 点射入,速率逐渐增大9、如图所示,一束质量、带电量、速率均未知的正离子射入正交的电 场、磁场区域,发现有些离子毫无偏移地通过这一区域,对于这些离子来 说,它们一定具有( )A、相同的速率 B、相同的电量C、相同的质量 D、速率、电量和质量均相同10、
21、如图所示,空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀 强磁场,一个带电粒子以某一初速度由 A 点进入这个区域并沿直线 运动,从 C 点离开场区;如果这个场区只有电场,则粒子从 B 点离 开场区;如果这个区域只有磁场,则这个粒子从 D 点离开场区。设 粒子在上述三种情况下,从 A 到 B、从 A 到 C 和从 A 到 D 所用的时 间分别是 t1、t 2 和 t3,比较 t1、t 2、和 t3 的大小,则( )A、t 1=t2=t3 B、t 1=t2t 3 C、t 1t 2=t3 D、t 1t 2t 3二、填空题:11、如图所示,水平放置的平行金属板 A 带正电,B 带负电, A、B 间距离为
22、 d,匀强电场的场强为 E,匀强磁场的磁感应强度为 B,方向垂直纸面向里,今有一带电粒子 A、B 间竖直平面内做半径 为R 的匀速圆运动,则带电粒子的转动方向为 时针方向,速率 为 。 12、一质量这 m、电量为+q 的带电粒子在磁感应强度为 B 的匀强 磁场中,以初速度 v0 垂直于磁场由 A 点开始运动,如图所示,经过时间 t 粒子到达 C 点,则 AC 与 v0 间的夹角 = 。 13、如图所示,放在平行光滑导轨上的导体棒 ab 质量为 m,长为 L,导体所在平行面与水平面成 30,导体棒与导轨垂直,空间有竖 直向上的匀强磁场,磁感应强度为 B,若在导体中通以由 b 端至 a 端的 电流
23、,且电流为 时,导体棒可维持静止状态。14、如图为电磁流量计的示意图,直径为 d 的非磁性材料制成的圆形导管内有导电液体流动,磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于导电液体流动方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内 a、b 两点间的电势差为 U,则管中导电液体的流量 Q= m3/s四、计算题:15、如图所示,电容器两极板的距离为 d,两端电压为 U,极板间的匀 强磁场的磁感应强度为 B1,一束带正电 q 的粒子从图示方向射入,穿过电 容器后进入另一磁感应强度为 B2 的匀强磁场,结果分别打在 a、b 两点, 两点间距 R。由此可知,打在两点的粒子的质量差 m 为多大?16、如图所示,与电源相连的导轨
24、末端放一等量为 m 的导体 棒 ab,宽为 l,高出地面 h,整个装置放在匀强磁场中,已知电源的 电动势为 E,内阻为 r,固定电阻 R(其余电阻不计)磁感应强度为 B,当开关 S,闭合后导体棒水平射程为 L,求经过开关的电量。17、如图所示,以 MN 为界的两匀强磁场,磁感应强度B1=2B2,方向垂直纸面向里,现有一质量为 m、带电量为 q 的正粒子,从 O 点沿图示方向进入 B1 中。试画出此粒子的运动轨迹求经过多长时间粒子重新回到 O 点?18、核聚反应需要几百万摄氏度高温,为了把高温条件下高速运动的 粒子约束在小范围内(否则不可能发生核聚变) 。可采用磁约束的方法,如 图所示,环状匀强
25、磁场围成中空区域,中空区域中的带电粒子只要不是很 大,都不会穿出磁场的外边缘。设环形磁场的内半径 R1=0.5m,外半径R2=1.0m,磁场的磁感应强度 B=0.1T,若被约束带电粒子的比荷q/m=4107C/,中空区域内带电粒子具有各个方向的速度,求:粒子沿环状的半径方向射入磁场,不能穿越磁场的最大速度所有粒子不能穿越磁场的最大速度第三章测试一、选择题:1、下列与磁场有关的物理概念中,错误的是( )A、磁感线的切线方向表示磁场的方向,其疏密表示磁感应强度的大小B、磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关C、磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,是矢量D、磁感应强度的方向跟产生磁场
26、的电流方向有关,而与放入磁场中的受磁场力作用的电流无关2、如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,给 导线通以垂直纸面向外的电流,则( )A、磁铁对桌面的压力减小,不受桌面摩擦力作用B、磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力作用C、磁铁对桌面的压力减小,受到桌面摩擦力作用D、磁铁对桌面的压力增大,不受桌面摩擦力作用3、19 世纪 20 年代,以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到:温度差会引起电流,安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差,从而提出如下假设:地球磁场是由地球的环形电流引起的,则该假设中的电流方向是(磁子午线是地球磁场 N 极
27、与 S 极在地球表面的连线)( )A、由西向东垂直磁子午线B、由东向西垂直磁子午线C、由南向北沿子午线D、由赤道向两磁极沿磁子午线4、如图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场,取坐标如图所示,一带电粒子沿 x 轴正方向进入此区域,在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转,不计重力的影响,电场强度 E 和磁感应强度 B 的方向可能是( )A、 E 和 B 都沿 x 轴方向 B、E 沿 y 轴方向,沿 z 轴正向B、 E 沿 z 轴方向, B 沿 y 轴正向 D、E 和 B 都沿 z 轴方向5、如图所示,通电导线 AB 由 a 位置绕固定点 A 转到 b 位置,若电流 强度不变,则通电导线受安
28、培力将( )A、变大 B、变小 C、不变 D、不能确定6、如图所示,a 和 b 是从 A 点以相同的动能射入匀强磁场的两个带等量电荷的粒子运动的半圆形径迹,已知其半径 ra=2rb,则由此可知( )A、两粒子均带正电,质量比 ma:m b=1:4 B、两粒子均带负电,质量比 ma:m b=1:4C、两粒子均带正电,质量比 ma:m b=4:1 D、两粒子均带负电,质量比 ma:m b=4:17、如图所示,一个带正电的粒子固定在坐标原点 O,另一个带负电的 粒子在xOy 平面内绕 O 点做匀速圆周运动,其方向从上向下看为顺时针,若在 xOy 平面上加与 z 轴同方向的匀强磁场,负电粒子仍做匀速圆
29、周运 动,则( )A、线速度增大 B、角速度增大 C、运动半径增大 D、频率增大8、回旋加速器加速某种带电粒子,下列说法中正确的是( )A、回旋加速器一次只能加速一个这种带电粒子B、回旋加速器一次只能加速一对这种带电粒子C、回旋加速器一次可以加速一束这种带电粒子D、加速后这种带电粒子的能量都相同9、一电子经加速电场加速后,垂直射入一匀强磁场区域,如图所 示,电子从磁场边界射出的偏角 随加速电压 U 和磁感应强度 B 的变化 关系为( )A、U 增大时 增大 B、U 增大时 减小C、B 增大时 增大 D、B 增大时 减小10、如图所示,互相垂直的匀强电场与匀强磁场,电场强度为 E,磁感应强度为
30、B,一质量为 m(不计重力) 、带电量为 q 的带 正电的粒子以初速度 v0 平行于两极板方向从 a 点射入场中,从 b 点 射出场,射出时带电粒子速度大小为 v,若在电场方向上侧移大小 为s,则关于带电粒子,下列说法中正确的是( )A、带电粒子在 b 点受电场力的大小可能小于洛伦兹力B、带电粒子在 b 点的动能为( mv /2)+Eqs20C、带电粒子在场中的加速度大小等于(Eq-Bqv)/mD、带电粒子由 a 点到 b 点的过程中,动量的变化等于 mv-mv0三、填空题:11、如图所示,在同一水平面内宽为 2m 的两导轨互相平行,并处在竖直 向上的匀强磁场中,一根质量为 3.6的金属棒放在
31、导轨上,当金属棒中的电流 为2A 时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到 8A 时,金属棒获得2m/s2 的加速度,则磁场的磁感应强度是 T。12、一质量为 m、电量为 q 的带电粒子在磁感应强度为 B 的匀强磁场中做圆周运动,其效果相当于一环形电流,则此环形电流强度 I= 。13、 粒子和氘核以相同的初动能自同一点垂直射入匀强磁场,在磁场中 粒子和氘核运动半径 之比为 ,周期之比为 。 14、如图所示,一根长为 L 的轻金属棒水平固定在两个劲度系数均为 K 的弹簧上,加一匀强磁场 B,方向垂直纸面向里,当金属棒能以向右的 电流I 时,弹簧伸长 ,由此可得磁感强度 B 的大小是 ;若通以
32、向左x 的电流 I 时,弹簧缩短 。三、计算题:15、如图所示,PQ 和 MN 为水平、平行放置的金属导轨,相距 1m,导体棒 ab 跨放在导轨上,棒的质量 m=0.2,棒的中点用细绳经滑 轮与物体相连,物体质量 M=0.3,棒与导轨间的动摩擦因数 =0.5,匀强磁场的磁感应强度 B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在 棒中通入多大的电流?方向如何?16、如图所示,质量为 m、带电量为 -q 的绝缘滑环套在固定于水 平方向且足够长的绝缘杆上,滑环与杆之间的动摩擦因数为 ,整个装置处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, B 的方向垂直于纸面向外。 现给滑环一个向右的瞬时冲量 I 使其开始
33、运动,当 I=I0 时滑环恰能沿杆作匀速直线运动。 (1)求 I0 的大小;(2)若瞬时冲量为某一个 I 值,且 II 0,求滑环沿杆运动过程中克服摩擦力做的功。17、如图所示为显像管电子束偏转示意图,电子质量为 m,电量 e, 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,该磁场被束缚在直径为 l 的圆形区域 内,电子初速度 v0 的方向过圆形磁场的圆心 O,圆心到光屏距离为 L(即 P0O=L) ,设某一时刻电子束打到光屏上的 P 点,求 PP0 之间的距 离。18 匀强磁场 B 垂直于纸面向外,一质量为 m、电量为 q(重力不计)的粒子在垂直于磁场的竖直平面内做以 O 为圆心,R 为半径的沿顺时针方向的匀速圆周运动。当粒子到达最低点 P 时,突然加一个竖直方向的匀强电场 E,粒子运动到 P点,如图所示。若 PO 水平,则所加的电场方向如何?粒子到达 P点的动能是多少?所加电场方向竖直向下