题目内容

【题目】某研究小组设计了一个利用安培力测量磁感应强度的实验装置 ,如下图甲所示,将矩形线框固定在电子秤的台面上,线框的上部处于垂直于纸面的匀强磁场中(如下图乙所示)。当线框中通顺时针电流时,电子秤读数为;当线框中通逆时针电流时,电子秤读数为)。已知矩形线框共有匝,边长为,则磁感应强度

A.垂直纸面向外,大小为B.垂直纸面向外,大小为

C.垂直纸面向里,大小为D.垂直纸面向里,大小为

【答案】C

【解析】

电子秤读数,即,由可知,通顺时针电流时,安培力向上,磁场垂直纸面向里;对线框进行受力分析知

解得

A.垂直纸面向外,大小为,与结论不相符,选项A错误;

B.垂直纸面向外,大小为,与结论不相符,选项B错误;

C.垂直纸面向里,大小为,与结论相符,选项C正确;

D.垂直纸面向里,大小为,与结论不相符,选项D错误;

故选C

练习册系列答案
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【题目】探索物质的微观结构,常用的方法是用高能(速)粒子去“打碎”被测物质,然后再进行“观察”。质子和中子就是这样被发现的,粒子加速器(particle accelerator)是用人工方法产生高速带电粒子的装置,中科院高能物理研究所宣布中国将于2020年至2025年间建造世界最大的粒子加速器。如图所示的直线加速器是多级加速装置,由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列。其中心轴线在同一直线上,圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连,序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。这样设计可以使带电粒子每次经过两圆筒间的缝隙处都会受到电场力的作用而加速,相邻两次加速时间间隔相同?圆内部可以认为没有电场;缝隙的宽度很小,粒子穿过缝隙的时间可以忽略不计。现有量为q、质量为m的粒子沿轴线射入圆筒,已知粒子进入序号为1的圆筒左端时的速度大小为,每次经过缝隙处时两筒间加速电压均为U,相邻两次加速时间间隔为T,不计粒子受到的重力。

1)求粒子每次经过两圆筒间的缝隙处动能的增量;

2)求标号为n的金属圆筒长度;

3)在图所示的多级加速器中,由于粒子在加速过程中的径迹为直线,要得到较高动能的粒子,其加速装置要很长很长。利用你所学的知识,请提出一种既能获得较高动能的子,又能缩小加速装置所占空间的方案。

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