精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图,直角三角形闭合线圈ABC处于垂直纸面向里的匀强磁场中,线圈通有顺时针方向电流,则线圈所受磁场力的合力为(    )

A.大小为零            B.方向竖直向上

C.方向竖直向下        D.方向垂直纸面向里


【答案】A

【解析】

通以顺时针的电流方向,根据左手定则可知:各边所受的安培力背离中心处,如图所示;

由公式F=BIL得出各边的安培力的大小,从而得出安培力大小与长度成正比,因而两直角边的安培力合力与斜边的安培力等值反向,所以线圈所受磁场力的合力为零。

故选A。

【考点】安培力


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:


某学生在研究串联电路电压特点的实验时,连接成如图所示的电路,接通S后,他将大内阻的电压表并联在A、C两点间,电压表读数为U,当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U,当并联在B、C两点间时,电压表的读数为零,则出现此种情况的原因可能是(R1、R2的阻值相差不大)

A.AB段断路             B.BC段断路

C.AB段短路             D.BC段短路

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,当平行板电容器C充电后把电键S断开.设电容器电压为U,电量为Q.现只将电容器两板的正对面积减小,则

A.Q变大     B.Q变小     C.U变大       D.U变小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:


关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是(  )

A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大

B.物体的速度为零,则加速度为零,所受的合外力也为零

C.物体的速度为零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大

D.物体的速度很大,但加速度可能为零,所受的合外力也可能为零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:


已知一质量m=1 kg的物体在倾角α=37°的斜面上恰能匀速下滑,当对该物体施加一个沿斜面向上的推力F时,物体恰能匀速上滑。(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ是多大?

(2)求推力F的大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:


额定电压为4V的直流电动机的线圈电阻为1,正常工作时,电动机线圈每秒产生的热量为4J,下列计算结果正确的是(   )

A.电动机正常工作时的输入功率为4W       B.电动机正常工作时的输出功率为8W

C.电动机每秒能将电能转化成4J的机械能    D.电动机正常工作时的电流强度为2A

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:


面积S = 0.2m2、n = 100匝的圆形线圈,处在如图所示的磁场内,磁感应强度B随时间t变化的规律是B = 0.02t,R = 3Ω,C = 30μF,线圈电阻r = 1Ω,其余导线电阻不计,求:

(1)通过R的电流大小和方向.

(2)电容器C所带的电荷量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:


阅读以下有关加速器的文章完成文中问题(问题以加粗字体标记)。

相关知识背景:

电子伏特,符号为eV,是能量的单位。代表一个电子经过1伏特的电势差加速后所获得的动能。在微观领域,一般使用电子伏特作为能量单位。电子伏特与SI制的能量单位焦耳(J)的换算关系是单位换算:1eV=1.6×10-19J    1MeV=1×106 eV

a粒子即为氦原子核    

科学家在研究原子核的结构时,采用了高速运动的亚原子粒子去轰击原子核.早在1906年,卢瑟福就利用放射性物质释放的高速α粒子来轰击物质.1919年他成功地从氮原子核中打出了质子,使氮原子核变成氧原子核.然而使用天然产生的α粒子作为轰击物,有很大的局限性.带正电的α粒子与带正电的原子核相互排斥,要消耗很大的能量;而天然产生的带电粒子的能量是有限的.为了得到更高能量的带电粒子,物理学家们开始尝试设计一种产生高能量带电粒子的实验设备——加速器.我们知道电场可以使带电粒子加速,增加带电粒子的能量。

(1)如图所示,这就是早期的加速器的原理。若设该加速器两板间电压为1000V,两板间距为20厘米,求一初速度可忽略不计的α粒子通过该加速器所获得的能量?

这种加速器可以通过增加电极间的电压来提高粒子加速的能量,但这种加速器的发展受到高压绝缘的限制。(电压太大,电介质会被击穿)。

因此,人们就想利用较低的电压,采用多级加速使粒子加速到高能量,如图甲所示。N个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶,它们沿轴线排列成一串,如图所示(图中只画出了六个圆筒,作为示意)。各筒和靶相间地连接到如图乙所示周期为T、电压值为U0的高频方波电源的两端。整个装置放在高真空容器中,圆筒的两底面中心开有小孔。带电粒子沿轴线射入圆筒,并将在圆筒间及圆筒与靶间的缝隙处受到电场力的作用而加速(设圆筒内部没有电场)。缝隙的宽度很小,粒子穿过缝隙的时间可以不计。

(2)为使初动能为2U0e、质量为mα的α粒子打到靶时获得最大能量,各个圆筒的长度应满足什么条件?

(3)在满足第(2)问条件的前提下,若用该加速器加速一初动能为2U0e的α粒子,求α粒子进入第k个圆筒前与进入第n个圆筒前的速率之比vk:vn。(k和n均为自然数)

(4)若该加速器的电压U0=1×105V,T=0.002s用该加速器加速一初动能2×105eV的α粒子,为使粒子获得40MeV以上的动能,则该加速器的长度至少为多大?(可以用数列形式表示)α粒子质量为mα≈3600MeV/c²(c指光速)

通过刚才的计算我们可以看到,要想达到越来越高的能量,就必须使设备的长度增加到数十甚至数百英里的长度,从而因为经济效益的原因变的不实用。

1931年,加利福尼亚大学的欧内斯特·O·劳伦斯(Ernest O.Lawrence)提出了一个卓越的思想,通过磁场的作用迫使粒子沿着磁极之间作螺旋线运动,把电极像卷尺那样卷起来,这样就可以在有限的场地装设比原来长许多倍的电极,他把这种设备叫作“回旋加速器”。

回旋加速器主要由圆柱形磁极、D形盒、高频交变电源、粒子源和引出装置组成,如图所示.其中D形盒装在真空室中,是回旋加速器的核心部件,整个真空室放在磁极之间,磁场方向垂直于D形盒,两个D形盒之间留一个窄缝,分别与高频电源的两极相连.当粒子经过D形盒之间的窄缝,得到高频电源的加速,在D形盒之间,由于屏蔽作用,盒内只有磁场分布,这样带电粒子在D形盒内沿螺线轨道运动,达到预期的速率后,用引出装置引出。

如图所示:若D形盒的半径为R,离子源放出质量为m、带电量为q的正离子,磁感应强度大小为B,求:

(5)加在D形盒间的高频电源的频率。(用字母表示)

(6)从静电偏转板(如图所示)出去的离子所具有的能量。(用字母表示)

(7)若被回旋加速器加速的粒子为初速度可忽略不计的α粒子,若:

α粒子质量为mα≈3600MeV/c²(c指光速), D形盒中的磁感应强度为1T,为使粒子获得40MeV以上的动能,则D形盒的半径R至少为多大?

两相比较,我们发现加速到相同的动能,劳伦斯的回旋加速器的占地面积远小于多级加速器,所以,回旋加速器的出现,使科学家们在实验室中获得高能粒子的愿望得以实现。

40年代以后,物理学家用劳伦斯创造的加速器发现了许多新型核反应,观察到几百种前所未闻的同位素.在实施制造原子弹的曼哈顿工程时,劳伦斯用他的加速器分离出仅占铀的总量0.7% 的铀235,为发明原子弹立下了汗马功劳。

因为发明回旋加速器,劳伦斯获1939年诺贝尔物理学奖。

带电粒子加速器自1930年前后问世以来,主要是朝更高能量的方向发展,在劳伦斯之后,科学家们设计制造了各种类型的新型加速器,如同步加速器、电子感应加速器,对撞机等。任何一种加速器都经历了发生、发展和加速能力或经济效益受到限制的三个阶段。在第三个阶段中,总会出现新技术或新原理突破困难,从而建造出新类型的加速器,使能量进一步提高,或使建造更高能量加速器在经济上成为可行。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,水平传送带AB长L=10m,向右匀速运动的速度v0=4m/s。一质量为1kg的小物块(可视为质点)以v1=6m/s的初速度从传送带右端B点冲上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g取10m/s2。求:

(1)物块相对地面向左运动的最大距离;

(2)物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用的时间。

查看答案和解析>>

同步练习册答案