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將氫原子中電子的運動看作繞氫核做勻速圓周運動,這時在研究電子運動的磁效應時,可將電子的運動等效為一個環(huán)形電流,環(huán)的半徑等于電子的軌道半徑r.現(xiàn)對一氫原子加上一外磁場,磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直電子的軌道平面.這時電子運動的等效電流用I1來表示.現(xiàn)將外磁場反向,但磁場的磁感應強度大小不變,仍為B,這時電子運動的等效電流用I2來表示.假設在加上外磁場以及外磁場反向時,氫核的位置,電子運動的軌道平面以及軌道半徑都不變,求外磁場反向前后電子運動的等效電流的差即|I1-I2|等于多少?用m和e表示電子的質量和電量.

解析試題分析:電子繞核做勻速圓周運動有 設電子繞核運動的軌道半徑為r,運動的速度為v,等效電流 
加磁場后,若設電子的運動速度為v1,磁場反向后,電子的運動速率為v2,
則有  
聯(lián)立求解得  
所以
考點:帶電粒子在磁場中的運動。

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示的虛線框為一長方形區(qū)域,該區(qū)域內有一垂直于紙面向里的勻強磁場,一束電子以不同的速率從O點垂直于磁場方向、沿圖中方向射入磁場后,分別從a、b、c、d四點射出磁場,比較它們在磁場中的運動時間ta、tb、tc、td,其大小關系是( 。

A.ta<tb<tc<td B.ta=tb=tc=td
C.ta=tb<tc<td D.ta=tb>tc>td

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如右圖所示,實線表示在豎直平面內勻強電場的電場線,電場線與水平方向成α角,水平方向的勻強磁場與電場正交,有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運動,l與水平方向成β角,且α>β,則下列說法中錯誤的是(  )

A.液滴一定做勻變速直線運動
B.液滴一定帶正電
C.電場線方向一定斜向上
D.液滴一定做勻速直線運動

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

(5分)如圖所示,在x軸的上方(y≥0)存在著垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應強度為B.在原點O有一個離子源向x軸上方的各個方向發(fā)射出質量為m,電荷量為q的正離子,速率都為v.對那些在xOy平面內運動的離子,在磁場中可能到達的最大值為x=________,y=________.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

如圖所示,電容器兩極板相距為d,兩端電壓為U,板間勻強磁場磁感應強度為B1,一束帶正電的粒子從圖示方向射入,穿過電容器后進入另一勻強磁場B2,結果分別打在a、b兩點,兩點間的距離為,由此可知,打在兩點的粒子質量差上=___ _(均帶電量為q的正電荷)。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖所示,圓心為原點、半徑為R的圓將xOy平面分為兩個區(qū)域,即圓內區(qū)域Ⅰ和圓外區(qū)域Ⅱ。區(qū)域Ⅰ內有方向垂直于xOy平面的勻強磁場B1。平行于x軸的熒光屏垂直于xOy平面,放置在坐標y=-2.2R的位置。一束質量為m、電荷量為q、動能為E0的帶正電粒子從坐標為(-R,0)的A點沿x正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ,當區(qū)域Ⅱ內無磁場時,粒子全部打在熒光屏上坐標為(0,-2.2R)的M點,且此時,若將熒光屏沿y軸負方向平移,粒子打在熒光屏上的位置不變。若在區(qū)域Ⅱ內加上方向垂直于xOy平面的勻強磁場B2,上述粒子仍從A點沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ,則粒子全部打在熒光屏上坐標為(0.4R,-2.2R)的 N點。求:

(1)打在M點和N點的粒子運動速度v1、v2的大小。
(2)在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中磁感應強度B1、B2的大小和方向。
(3)若將區(qū)域Ⅱ中的磁場撤去,換成平行于x軸的勻強電場,仍從A點沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ的粒子恰好也打在熒光屏上的N點,則電場的場強為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖所示,水平放置的平行金屬導軌,相距l(xiāng)=0.50 m,左端接一電阻R=0.20 Ω,磁感應強度B=0.40 T的勻強磁場方向垂直于導軌平面,導體棒ab垂直放在導軌上,并能無摩擦地沿導軌滑動,導軌和導體棒的電阻均可忽略不計,當ab以v=4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動時,求:

(1)ab棒中感應電動勢的大。
(2)回路中感應電流的大;
(3)維持ab棒做勻速運動的水平外力F的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,坐標系xoy在豎直平面內,y軸的正方向豎直向上,y軸的右側廣大空間存在水平向左的勻強電場E1=2N/C,y軸的左側廣大空間存在勻強電場,磁場方向垂直紙面向外,B=1T,電場方向豎直向上,E2=2N/C。t=0時刻,一個帶正電的質點在O點以v=2m/s的初速度沿著與x軸負方向成450角射入y軸的左側空間,質點的電量為q=106C,質量為m=2×10-7kg,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)質點從O點射入后第一次通過y軸的位置;
(2)質點從O點射入到第二次通過y軸所需時間;
(3)質點從O點射入后第四次通過y軸的位置。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,MN表示真空室中垂直于紙面放置的感光板,它的一側有勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁感應強度大小為B. 一個電荷量為q的帶電粒子從感光板上的狹縫O處以垂直于感光板的初速度v射入磁場區(qū)域,經一次偏轉到達P點. 經測量P、O間的距離為l,不計帶電粒子受到的重力. 求:

(1)帶電粒子所受洛倫茲力的大。
(2)帶電粒子的質量。

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