如图所示是测量通电螺线管内部磁感应强度及其与电流关系的实验装置。将截面积为、匝数为的小试测线圈置于螺线管中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计相连。拨动双刀双掷换向开关,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在中产生的感应电流引起的指针偏转。
(1)将开关合到位置1,待螺线管中的电流稳定后,再将从位置1拨到位置2,测得的最大偏转距离为,已知冲击电流计的磁通灵敏度为,=,式中为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度=;若将从位置1拨到位置2的过程所用的时间为,则试测线圈中产生的平均感应电动势=。
(2)调节可变电阻,多次改变电流并拨动,得到中电流和磁感应强度的数据,见右表。由此可得,螺线管内部在感应强度和电流的关系为= 。
实验次数 |
||
1 |
0.5 |
0.62 |
2 |
1.0 |
1.25 |
3 |
1.5 |
1.88 |
4 |
2.0 |
2.51 |
5 |
2.5 |
3.12 |
(3)(多选题)为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有()
A. |
适当增加试测线圈的匝数 |
B. |
适当增大试测线圈的横截面积 |
C. |
适当增大可变电阻的阻值 |
D. |
适当拨长拨动开关的时间 |
在水平面上平行放置着两根长度均为L的金属导轨MN和PQ,导轨间距为d,导轨和电路的连接如图12所示.在导轨的MP端放置着一根金属棒,与导轨垂直且接触良好.空间中存在竖直向上方向的匀强磁场,磁感应强度为B.将开关S1闭合,S2断开,电压表和电流表的示数分别为U1和I1,金属棒仍处于静止状态;再将开关S2闭合,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,金属棒在导轨上由静止开始运动,运动过程中金属棒始终与导轨垂直.设金属棒的质量为m,金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势,重力加速度为g,求:
图12
(1)金属棒到达NQ端时的速度大小.
(2)金属棒在导轨上运动的过程中,电流在金属棒中产生的热量.
在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽l="0.25" m,接入电动势E="12" V、内阻不计的电池.垂直框的两对边放有一根质量m="0.2" kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数μ=整个装置放在磁感应强度B="0.8" T、垂直框面向上的匀强磁场中,如图所示.当调滑动变阻器R的阻值在什么范围内,可使金属棒静止在框架上?框架与棒的电阻不计,g取10 m/s2
图11
.如图9所示,a、b是直线电流的磁场,c、d是环形电流的磁场,e、f是螺线管电流的磁场.试在图中补画出电流的方向或磁感线方向.
图9
图1所示,y轴右侧有垂直纸面向里的匀强磁场,第Ⅱ象限内有水平的匀强电场.有一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子(不计重力),从P点以初速度v0沿+y方向射入电场中,OP=L,粒子在电场中运动一段时间后进入磁场,进入磁场时,速度方向与+x方向成30°角,并且恰好经过坐标原点O再进入电场中继续运动.求:
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小.
图1
在某一真空中建立xOy坐标系,从原点O处向第Ⅰ象限发射一比荷qm=1×104 C/kg的带正电的粒子(重力不计),初速度v0=103 m/s,方向与x轴正方向成30°角.
(1)若在坐标系y轴右侧加匀强磁场,在第Ⅰ象限,磁场方向垂直xOy平面向外,在第Ⅳ象限,磁场方向垂直xOy平面向里,磁感应强度均为B="1" T,如图18(a)所示.求粒子从O点射出后,第2次经过x轴时的坐标x1.
(2)若将上述磁场改为如图18(b)所示的匀强磁场,在t=0到t=2π3×10-4 s时,磁场方向垂直于xOy平面向外;在t=2π3×10-4 s到t=4π3×10-4 s时,磁场方向垂直于xOy平面向里,此后该空间不存在磁场.在t=0时刻,粒子仍从O点以与原来相同的初速度v0射入,求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标x2.
图18