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:
(1)粒子的速度v
(2)速度选择器的电压U2
(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R.
电子(e,m)以速度v0与x轴成30°角垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中,经一段时间后,打在x轴上的P点,如图所示,求:P点到O点的距离是多大?电子由O点运动到P点所用的时间是多大?
如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一长方体形的厚度为d、左右侧面的表面积为S的绝缘容器,容器内装满密度为ρ的导电液体,容器两侧面中心处连有两竖直放置的玻璃管T1和T2,容器的上、下两个面均是用不能和导电液体发生化学反应的铂金制成的极板A、K,并与开关S、电动势为E的无内阻电源相接组成电路,容器的两侧面均和磁感线方向平行.当合上开关S后,发现两玻璃管中导电液体液面的高度差为h.
(1)判断两个玻璃管T1和T2液面哪个高,简要说明理由;
(2)求导电液体的电阻R.
最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹静止在轨道的一端,通以电流后炮弹会被磁力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d=0.10 m,导轨长L=5.0 m,炮弹质量m=0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0 T,方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v=2.0×103 m/s,忽略摩擦力与重力的影响以及发射过程中电流产生的焦耳热,试求:
(1)通过导轨的电流I;
(2)发射过程中电源的最大输出功率P.
用相同金属材料制成的两根粗细均匀的电阻丝,质量分别为m1、m2,横截面积分别为S1、S2.若电阻丝两端加相同的电压,垂直于磁场方向放入同一匀强磁场中,两电阻丝所受的安培力F1、F2的大小关系为( )
A. 若m1>m2,S1=S2,则F1>F2
B. 若m1<m2,S1=S2,则F1=F2
C. 若m1=m2,S1>S2,则F1=F2
D. 若m1=m2,S1<S2,则F1<F2
如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中, O为M、N连线中点,连线上a、b两点关于O点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度,式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球
以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 小球先做加速运动后做减速运动
B. 小球一直做匀速直线运动
C. 小球对桌面的压力先减小后增大
D. 小球对桌面的压力一直在增大