电磁学大题专题.doc

2012电磁学计算题拿分训练
1、(11年和平)导电的正方形线框边长为,每边的电阻均为r0,线框置于光滑水平导轨oo/与nn/上,导轨间距也为,电阻不计,on端所接电池的电动势为ε,内阻为r,,求s闭合瞬间
(1)线框所受安培力的方向(在图中标示出来);
(2)线框所受安培力的大小;
(3)电路的发热功率.
2.(2011河西18分)如图所示,MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨,相距l=50cm。导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。一根电阻为r=。两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接,图中跨接在两导轨间的电阻R=。其余电阻忽略不计。已知当金属棒ab不动时,质量m=10g、带电量q=-10-3C的小球以某一速度v0沿金属板A和C的中线射入板间,恰能射出金属板(g取10m/s2)。求:
(1)小球的速度v0;
(2)若使小球在金属板间不偏转,则金属棒ab的速度大小和方向;
(3)若使小球能从金属板间射出,则金属棒ab匀速运动的速度应满足什么条件?
如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=,板间距离d=,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度
 B=5×10-3T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视为恒定不变。求:
(1)带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板间的电压;
(2)带电粒子进入磁场时粒子最大速度的大小;
(3)证明:任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值,并计算两点间的距离。
4、(2011河西模拟)构成物质世界的基本粒子有许多都有对应的反粒子。例如质子对应的有反质子,电子对应的有反电子(正电子)等。反粒子与正粒子有完全相同的质量,却带有等量异种电荷,具有完全相反的电磁性质。物理学家推测,既然有反粒子存在,就可能有由反粒子组成的反物质存在,所以寻找反物质是当前科学家关心的科研热点之一。1998年6月,我国研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空,寻找宇宙中反物质存在的证据。磁谱仪的核心部分如图所示,PQ、MN是两个平行板,它们之间存在一个匀强磁场区,磁场方向与两板平行,宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ板进入匀强磁场区,在磁场中发生偏转并打在附有感光底片的板MN上,留下痕迹。
(1)已知PQ与MN之间的距离为a,匀强磁场的磁感强度为B,宇宙射线中的氢核的质量为m,带电量为e,以速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区,请画出它进入磁场区后径迹的示意图,并求出氢核在磁场中运动的轨道半径;
(2)求氢核在MN上留下的痕迹与正对O点的O’点的距离b;
(3)若宇宙射线中的反氢核和反氦核以相同的速度v进入磁谱仪的磁场区,它们在MN上留下的痕迹分别在什么位