题目内容

【题目】如图,材质相同、粗细均匀的正方形导体框ABCD,垂直放置于匀强磁场中,将CD两点接到电源两端,CD段受到的安培力为F,则此时导体框受到的安培力的合力大小为

A.B.C.2FD.3F

【答案】B

【解析】

均匀的电阻丝组成的正方形导体框,电阻丝CBAD阻值是电阻丝CD阻值的3倍,电阻丝CD与电阻丝CBAD并联,所以电阻丝CBAD中电流是电阻丝CD中电流的;电阻丝CBAD在磁场中的有效长度与电阻丝CD的长度相等,则电阻丝CBAD所受安培力是电阻丝CD所受安培力的,即电阻丝CBAD所受安培力为F;电阻丝CD与电阻丝CBAD所受安培力的方向相同,所以三根电阻丝受到的安培力的合力:

A. 。与上述结论不符,故A错误;

B. 。与上述结论相符,故B正确;

C. 2F。与上述结论不符,故C错误;

D. 3F。与上述结论不符,故D错误。

故选:B

练习册系列答案
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【题目】在高能物理研究中,粒子加速器起着重要作用,而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次,因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年,提出了回旋加速器的理论,他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转,多次反复地通过高频加速电场,直至达到高能量。图17甲为设计的回旋加速器的示意图。它由两个铝制型金属扁盒组成,两个形盒正中间开有一条狭缝;两个型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图17乙为俯视图,在型盒上半面中心处有一正离子源,它发出的正离子,经狭缝电压加速后,进入型盒中。在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速;为保证粒子每次经过狭缝都被加速,应设法使变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始,最后到达型盒的边缘,获得最大速度后被束流提取装置提取出。已知正离子的电荷量为,质量为,加速时电极间电压大小恒为,磁场的磁感应强度为型盒的半径为,狭缝之间的距离为。设正离子从离子源出发时的初速度为零。

1)试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径;

2)尽管粒子在狭缝中每次加速的时间很短但也不可忽略。试计算上述正离子在某次加速过程当中从离开离子源到被第次加速结束时所经历的时间;

3)不考虑相对论效应,试分析要提高某一离子被半径为的回旋加速器加速后的最大动能可采用的措施。

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