如图所示,abcd为一个闭合矩形金属线框,图中虚线为磁场右边界(磁场的左边界很远),它与线圈的ab边平行,等分bc边,即线圈有一半位于匀强磁场之中,而另一半位于磁场之外,磁感线方向垂直于线框平面向里.线框以ab边为轴匀速转动,t=0时刻线圈的位置如图所示.在下面的坐标系中定性画出转动过程中线圈内感应电流随时间变化的图象(只要求画出一个周期).
如图11-4-15所示是回旋加速器中的粒子被加速和回旋所在的平面,它的交变电压的频率为1.2×107Hz,半圆形D型盒半径为0.532m,已知氘核的质量m=3.34×10-27kg,电量q=1.6×10-19C.问:
(1)要加速氘核,使之回旋的匀强磁场的磁感应强度应为多大?(答案均保留三位有效数字)
(2)氘核能达到的最大速度是多少?最大动能是多少?
正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图11-3-19所示(俯视图),位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子作圆周运动的“容器”,经过加速器加速后的正、负电子分别引人该管道时,具有相等的速度v,它们沿管道向相反的方向运动.在管道内控制它们运动的是一系列圆形电磁铁,即图中的n个A1、A2、A3、……An,并且均匀分布在整个圆环上(图中只示意性地用细实线画了几个.其它的用虚线表示),每个电磁铁内的磁场都是匀强磁场,并且磁感应强度都相同,方向都竖直向下.每个磁场区域的直径为d,改变电磁铁内电流的大小,就可改变磁感应强度,从而改变电子偏转角度的大小,经过精确的调整,首先实现了电子沿管道的粗虚线运动,这时电子经每个电磁铁时射入点和射出点都在圆形电磁铁的直径两端,这就为进一步实现正、负电子的对撞作好了准备.
( 1 )试确定正、负电子在管道中分别沿什么方向运动;
(2 )已知正、负电子的质量都是m,所带的电荷为e,重力不计.求电磁铁内磁感应强度的大小.
两极板M、N相距为d,板长为3d,两极板都未带电,板间有垂直于纸面向外的匀强磁场,如图11-3-18所示,一群电子沿平行于极板的方向从各个位置以速度V射入板间.为了使电子都不从板间穿出,磁感应强度B的取值范围是怎样的?(设电子电量为e、质量为m)
如图11-3-17所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xoy平面并指向纸面外,磁感应强度为B,一带正电的粒子以速度V0从O点射入磁场,入射方向在xoy平面内,与x轴正方向的夹角为θ,若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L,求该粒子的电量和质量之比(比荷)q/m.
如图11-2-14,质量为m,长为L的金属棒MN,通过柔软金属丝挂于a,b点,ab点间电压为U,电容为C的电容器与a、b相连,整个装置处于磁感应强度为B,竖直向上的匀强磁场中.接通S,电容器瞬间结束放电后又断开S,则MN能摆起的最大高度是多少?