题目列表(包括答案和解析)
(11分)如图所示,水平放置的不带电的平行金属板p和b相距h,与图示电路相连,金属板厚度不计,忽略边缘效应。p板上表面光滑,涂有绝缘层,其上O点右侧相距h处有小孔K;b板上有小孔T,且O、T在同一条竖直线上,图示平面为竖直平面。质量为m、电荷量为- q(q > 0)的静止粒子被发射装置(图中未画出)从O点发射,沿P板上表面运动时间t后到达K孔,不与板碰撞地进入两板之间。粒子视为质点,在图示平面内运动,电荷量保持不变,不计空气阻力,重力加速度大小为g。![]()
(1)求发射装置对粒子做的功;
(2)电路中的直流电源内阻为r,开关S接“1”位置时,进入板间的粒子落在h板上的A点,A点与过K孔竖直线的距离为l。此后将开关S接“2”位置,求阻值为R的电阻中的电流强度;
(3)若选用恰当直流电源,电路中开关S接“l”位置,使进入板间的粒子受力平衡,此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场(磁感应强度B只能在0~Bm=
范围内选取),使粒子恰好从b板的T孔飞出,求粒子飞出时速度方向与b板板面夹角的所有可能值(可用反三角函数表示)。
如图6-1-2所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面
之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流I和B的关系为U=k
式中的比例系数k称为霍尔系数.
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霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场.横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力.当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.
设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电荷量为e,回答下列问题:
(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势_________(填“高于”“低于”或“等于”)下侧面
的电势.
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为_________.
(3)当导体板上下两侧面之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为_________.
(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数k=
,其中n代表导体板单位体积中电子的个数.
t1时刻通过线圈的磁通量为零
t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值都为最大
把一个架在绝缘支座上的导体放在负电荷形成的电场中,导体外于静电平衡时,导体表面上感应电荷的分布,如图所示,这时导体[ ]
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A、A端的电势比B端的电势高。;
B、A端的电势比B端的电势低。;
C、A端的电势可能比B端的电势高,也可能比B端的电势低。;
D、A端的电势与B端的电势相等。。
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A、A端的电势比B端的电势高。;
B、A端的电势比B端的电势低。;
C、A端的电势可能比B端的电势高,也可能比B端的电势低。;
D、A端的电势与B端的电势相等。。
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