匀磁场中运动,下列哪种说法是正确的?
(A) 只要速度大小相同,粒子所受的洛仑兹力就相同.
(B) 在速度不变的前提下,若电荷q变为-q,则粒子受力反向,数值不变 (C) 粒子进入磁场后,其动能不变和动量改变.
(D) 洛仑兹力与速度方向垂直,所以带电粒子的轨迹必定是圆.
2.电子在以质子为中心,半径为r的圆形轨道上运动,如果
?把这样一个原子放在均匀的外磁场中,使电子轨道平面与B垂直,如图所示,在R不变的情况下,电子运动的角速度将: (A)增加 (B)减小 (C)不变 (D)改变方向 3.一运动电荷q,质量为m,进入均匀磁场中
(A)其动能改变,动量不变
(B) 其动能和动量都改变
(C) 其动能不变,动量改变 (D) 其动能和动量都不变
4.有一由N匝细导线绕成的平面正三角形线圈,边长为a,通有电流I,置于均匀外磁场 中,当线圈平面的法线与外磁场同向时,该线圈所受的磁力矩M值为: (A)3Na2IB/2 ;(B)3Na2 IB /4 ;(C)3Na2 IB ; (D)0;
5.电流由长直导线1沿半径方向经a点流入一电阻均匀分布的圆环,再由b点沿切线方向流出,经长直导线2返回电源(如图)。已知直导线电流为I,圆环的半径为R,且a、b与圆心O三点在一直线上,若载流直导
I???BBB线1、2和圆环在O点产生的磁感应强度分别用1,2和3表
示,则O点磁感应强度的大小为
(A)B=0,因为B1=B2=B3=0;
??B(B)B=0,因为虽然B1?0,B2?0,但1+B2=0,B3=0;
??B(C)B?0,因为虽然1+B2=0,但B3?0 ; (D)B?0,因为虽
??B然B3=0,但1+B2≠0;
二、填空题:
1.一质点带有电荷q=8.0×10-19C,以速度v=3.0×105ms上,作匀速圆周运动。
(1)该带电质点在轨道中心所产生的磁感应强度B= 。 (2)该带电质点轨道运动的磁矩Pm= 。
2.两个带电粒子,以相同的速度垂直磁力线飞入匀强磁场,它们的质量之比为1:2,它们所受的磁场力之比是 ,运动轨迹半径之比是 。
3.一带电粒子平行磁力线射入匀强磁场,则它作 运动。 一带电粒子垂直磁力线射入匀强磁场,则它作 运动。 一带电粒子与磁力线成任意夹角射入匀强磁场,则它作 运动。
4.一电子以6×107m/s的速度垂直磁力线射入磁感应强度为B=10T的均匀磁场中,这电子
-1
在半径为R=6.00×10-8m的圆周
所受的磁场力是本身重力的 倍。
5.在磁场中某点一很小的试验线圈,若线圈的面积增大一倍,且其中电流也增大一倍,该线圈所受的最大磁力矩将是原来的 倍。 6.一电子以速率v=2.2×106ms
-1
垂直磁力线射入磁感应强度为B=2.36T的均匀磁场,则
该电子的轨道磁矩为 ,其方向与磁场方向 .
7.若电子在垂直于磁场的平面内运动,均匀磁场作用在电子上的力为F,轨道的曲率半径
为R,则磁感应强度的大小为 。
8.如图在粗糙斜面上放一长为l的木制圆柱,已知圆柱质量为m,其上绕有N匝导线,圆柱体的轴线位于导线回路平面内,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的均匀磁场中。如果绕组的平面与斜面平行,则当通过回路的电流I= 时,圆柱体可以稳定在斜面上不滚动。 三、计算题
1.均匀带电细直线AB,电荷线密度为?,绕垂直于直线
的轴O以?角速度匀速转动(线形状不变,O点在AB延长线上)。求;
????B0PmP(1)O的磁感应强度B;(2)磁矩;(3)若a>>b,求及m。
2.如图所示,在XOY平面(即纸面)内有一载流线圈abcda,其中bc弧和da弧皆为以O为圆心半径R=20cm的1/4圆弧,
ab和cd皆为直线,电流I=20A,其流向为沿abcda的绕向,
设线圈处于B=8.0×10-2T,方向与a--b的方向相一致的均匀
?和cd所受的安培力 (2) 线圈上圆弧段bc和da所3.一电子以速率v=1×
磁场中,试求: (1) 线圈上直线段ab
受的安培力 104m.S
-1
在磁场中
I1运动,当电子沿X轴正方向通过空间A点时,受到一个沿+Y方向的作用力,力的大小为F=8.01×10
-17
N,当电子沿-y
方向再次以同一速率通过A点时,所受的力沿z轴的分量FZ=1.39×10-16N,求A点磁感应强度的大小及方向。
4.半径为R的半圆线圈ACD通有电流I2,置于电流为I1的无
I2限长直导线电流的磁场中,直线电流I1恰过半圆的直径,求半圆线圈受到长直线电流I1的磁力。
4.电磁感应(1)
一、选择题:
1.如图,导体棒AB在均匀磁场B中绕通过C点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO’转动,
BC的长度为棒长的1/3,则
(A) A点比B点电势高;(B) A点比B点电势相等, (C) A点比B点电势低;(D)有稳恒电流从A点流向B点 2.一无限长直导体薄板,宽l,板面与Z轴垂直,板的长
度方向沿Y轴,板的两侧与一个
伏特计相接,如图,整个系统放
在磁感应强度为
???B的均匀磁场中,B的方向沿
?果伏特计与导体平板以速度v动,则伏特计指出的电压值为: (A)0 ;
(B)vBI/2;
(C)vBI ; (D)2vBI
Z轴正方向,如向Y轴正方向移
3.如图,长度为L的直导线ab在均匀磁场B中以v移动,直导线ab中的电动势为 (A)BLv
(B) BLvsinα
(D)0
??(C) BLvcosα
4.一导体圆圈在均匀磁场中运动,能使其中产生感应电流的一种情况是:
(A)线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向平行; (B)线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直; (C)线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向移动; (D)线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向移动; 二、填空题:
1.用导线制成一半径为r=10cm的闭合圆形线圈,其电阻R=10
?Ω,均匀磁场B垂直于线圈平面,欲使电路中有一稳定的感
应电流I=0.01A;B的变化率应为dB/dt= 。
I?2.一半径r=10cm的圆形闭合导线电路置于均匀磁场B?(B=0.80T)中,B与回路平面正交,若圆形回路的半径的从
t=0开始以恒定的速率dr/dt=-0.80cm/s收缩。则在这t=0时刻,
题3图闭合回路中的感应电动势大小为 ,如果要求感应电动是保持这一数值,则闭合回路面积应以ds/dt= 的恒定速率收缩。
3.金属杆AB以匀速v=2m/s平行于长直载流导线运动,导线与AB共面且互相垂直,如图所示,已知导线载有点流I=40A,则此金属杆中的感应电动势ε= ,电势较高端为 。(ln2=0.69)
4.一面积为S的平面导线回路,置于载流长螺线管中,回路的法向与螺线管轴线平行。设长螺线管单位长度上的匝数为n,通过的电流为I=Imsinωt,其中Im和ω为常数,t为时间,则该导线回路中的感生电动势为 。
5.在磁场强度为B的磁场中,已速率V垂直切割磁力线运动的一长度为L的金属杆,相当于 ,它的电动势ε= ,产生此电动势的非静电力是 。
6.长为l的金属直导线在垂直于均匀磁场的平面内以角速度ω转动,如果转轴在导线上的位置是在 ,整个导线上的电动势为最大,其值为 ;如果转轴位置是在 ,整个导线上的电动势为最小,其值为 。 三、计算题:
??1.如图,有一半径为r=10cm的多匝圆形线圈,匝数N=100,置于均匀磁场B中(B=0.5T)。
圆形线圈可绕通过圆心的轴O1O2转动,转速n=600r/min。求圆线圈自图示的初始位置转过1/2π时。
(1)线圈中的瞬时电流值(线圈的电阻R为100Ω,不计自感);
(2)圆心处的磁感应强度。
2.如图,有一弯成θ角的金属架COD,一导体MN(MN垂
r?直于OD)以恒定速度v在金属架上滑动,设v垂直MN向右,
MC??已知磁场的方向垂直图面向外,分别求下列情况框架的感应电动势εi 的变化规律,设
?t=0时,x=0。
且B不随时间改
B(1) 磁场分布均匀,
变。
?(2) 非均匀的时变磁场B=Kxcosωt。
??ND