(1)磁感应强度的变化率
(2)通过电阻R1上的电流大小和方向
(3)通过电阻R1上的电荷量q
如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,直径A2A4与A1A3的夹角为60°。一质量为m、带电荷量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t。(忽略粒子重力)。
(1)求粒子在Ⅰ区和Ⅱ区中的速度偏角φ1和φ2
(2)求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小B1和B2
18.如图所示,竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,两平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2。
(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。
(2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变,
求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。
若将磁场II的CD边界略微下移,导体棒ab刚进入
磁场II时速度大小为v3,要使其在外力F作用下做
匀加速直线运动,加速度大小为a,求所加外力F随
时间变化的关系式。
答案
一、(每题3分) 1. D 2. D 3. C 4. B 5. C 6. C 7. D
二、(每题4分) 8.CD 9.BC 10.AD 11.BCD 12.CD
三、(每空2分)
13. 0
(1)
(2) b
(3) 5.5I2
(4) 3.00mA 0.660mA 6.05mA
(5) 多次测量取平均 (其它合理答案同样给分,如:测量时,电流表指针偏转大于满刻度的l/2)
(1)0.518mm--0.520mm
(2) A1 R1
(3)
(4)
四、16. (1) 从b到a
(2)
18.(1)
(2) =
(3)