电磁复习。
1.如图所示,电路中a、b是两个完全相同的灯泡,l是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈,c是电容很大的电容器。当开关s闭合与断开时,a、b灯泡的发光情况是。
a.s刚闭合后,a灯亮一下又逐渐变暗,b灯逐渐变亮。
b.s刚闭合后,b灯亮一下又逐渐变暗,a灯逐渐变亮。
c.s闭合足够长时间后,a和b一样亮。
d.s闭合足够长时间后再断开,b灯立即熄灭,a灯逐渐熄灭。
2.理论上预言自然界应该有磁单极子,即n极和s极单独存在的磁体。目前科学家们主要是利用超导线圈寻找磁单极子。如图所示,假设有一个n单极子沿x轴匀速穿过超导线圈,则线圈中的感应电流大约是(规定箭头方向为电流的正方向。
3.如图所示,电源电动势e=8v,内电阻为r=0.5ω,“3v,3w”的灯泡l与电动机m串联接在电源上,灯泡刚好正常发光,电动机刚好正常工作,电动机的线圈电阻r0=1.5ω。
下列说法正确的是( )
a.通过电动机的电流为1.6a b.电动机的效率是62.5%
c.电动机的输入功率为1.5w d.电动机的输出功率为3w
4.现在的城市建设中,不可避免的要将输电电缆(两根长输电导线,长度一般在几千米以上)埋入地下。为了找出埋在地下的电缆中一根导线由于损坏而通地的位置(如图中的c位置),可以使用如图所示的装置。
图中右边两根平行线代表电缆(终端mn用导线接通),ab是一条均匀电阻丝,长度一般在1m左右,通过移动k,观察灵敏电流表中的电流变化,在ab电阻丝上能找出一特殊位置,测出特殊位置在a(或b)的距离,通过计算可求出损坏处c与电缆始端的距离x,那么当k由a点滑至b点的过程中,灵敏电流计的示数将( )
a、一直减小b、先减小至零然后又增大。
c、先增大至某一值然后又减小d、一直增大。
5.利用电场、磁场偏转法可以测定阴极射线比荷时。其原理主要就是利用测出阴极射线在匀强电场或匀强磁场中穿过一定距离时的偏角。
假设匀强电场的电场强度为e,阴极射线垂直电场射入,穿过水平距离l后的运动速度的偏角为θ如图1所示;如果以匀强磁场b代替电场,测出经过同样长的一段孤长l的运动速度的偏角为φ,如图2所示。试用上面提到的物理量e、b、l、θ、表示组成阴极射线粒子比荷的关系式(θ较小时,θ≈tanθ; 重力忽略不计)
图1图26.如图3所示,竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场,在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为b.一绝缘u形杆由两段直杆和一半径为r的半圆环组成,固定在纸面所在的竖直平面内。pq、mn水平且足够长,半圆环map在磁场边界左侧,p、m点在磁场界线上,nmap段是光滑的,现有一质量为m、带电量为+q的小环套在mn杆,它所受到的电场力为重力的倍。
现在m右侧d点静止释放小环,小环刚好能到达p点,求:(1)dm间的距离x0.
(2)上述过程中小环第一次通过与o等高的a点时弯杆对小环作用力的大小。
(3)若小环与u形杆pq杆间的动摩擦因数为μ(设最大静止摩擦力与滑动摩擦力大小相等).现将小环移至m点右侧5r处由静止开始释放,求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。
7.图示为用于测量极稀薄气体压强的热阴极电离真空计的工作原理图.图中阴极k被灯丝f加热后发出电子,g为网状电极,要求g与k之间的电势差不低于200v,用于加速电子.被加速的电子与其周围的气体分子碰撞,能使分子电离.c为板状电极,要求它能收集电离中产生的正离子,但却不会收集电子,要求阴极发出的电子连同电离中产生的电子最终被网状电极g吸收.三个电极都用金属导线分别与三个接线柱p1、p2、p3连接.图中e2、e3分别为输出电压为25v和输出电压为225v的直流电源.为了能达到上述要求,试用连线把接线柱与电源连接起来,并给出你认为可能的连接方式.
8.如图所示,某放射线源处于o—xy平面坐标系的o点,该放射源连续放出速度为v0的电子,电子的电量为,质量为m。通过技术手段,只剩下在o—xy平面ⅰ、ⅳ象限内的电子。
今要让这些电子都能在的区域内平行x轴向x轴的正方向前进。某同学想只通过匀强磁场达到上述目的,试问。
1)磁场的大小和方向怎样?
2)给出所加磁场的区域边界方程。
参***。5. 解析:
电子在匀强电场中,由于在水平方向不受任何外力的作用,电子在水平方向的分运动为匀速直线运动,则l=v0t,电子在竖直方向受竖直向上的电场力作用,在竖直方向的分运动为匀加速直线运动。穿过水平距离l后,电子的竖直分速度为:vy=at 电子的加速度为:
a=,偏转角为θ,则tanθ=,较小,θ≈tanθ 联立以上各式解得=,电子在磁场中,在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,据洛伦兹力提供向心力,有qv0b=m 据几何关系有:l=rφ,解得v0
6.解:(1)由动能定理qex0-2mgr=0-0 由qe=mg ∴x0=4r
(2)设小环在a点速度va,由动能定理qe(x0+r)-mgr=mva2-0 解得:
由向心力公式:解得:
(3)若μmg≥qe即μ≥小环达p点右侧s1处静止,由动能定理得: qe(5r-s1)-mg·2r-μmgs1=0-0
若μmg 小环经过往复运动,最后只能在pd之间运动,设克服摩擦力为w
则:qe·5r-mg·2r-w=0 ∴w=mgr
8.25.[解答](1)磁场方向垂直纸面向里2分)
电子在磁场中做匀速圆周运动: (2分)
圆周运动的半径为:
解得2分)2)电子到达磁场边界(x,y)后平行x轴前进。应有。
2分)消除得磁场在ⅰ象限的边界方程之一:
2分)电子以入射的轨道方程是磁场在ⅰ象限的边界方程之二:
(2分)故要ⅰ象限的磁场区域是上述方程之一和方程之二所包围的区域1分)
同理,磁场在ⅳ象限的边界方程之三2分)
磁场在ⅳ象限的边界方程之四2分)
故要ⅳ象限的磁场区域是上述方程之三和方程之四所包围的区域1分)
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