华南师范大学电磁学习题课-磁力.ppt

磁力习题 例题分析 2 7 2如图 一电子经过A点时 具有速率v0 1 107m s 1 欲使这电子沿半圆自A至C运动 试求所需的磁场大小和方向 2 求电子自A运动到C所需的时间 解 1 电子的质量为me 9 11 10 31kg 电量为e 1 6 10 19C 电子沿半圆自A至C运动 所需的向心力是洛仑兹力 由图中所示运动轨迹可判断磁场的方向应是垂直屏幕向内 由向心力公式得 得 3 2 电子自A运动到C所需的时间为 当然用公式来求t也可以 但不够简单 4 7 4估算地球磁场对电视机显像管中电子束的影响 假设加速电势差为2 0 104V 如电子枪到屏的距离为0 2m 试计算电子束在大小为0 5 10 4T的横向地磁场作用下约偏转多少 假定没有其它偏转磁场 这偏转是否显著 解 电子束在地磁场的作用下的运动轨迹如图所示 设电子束经电场加速后其速率为v 则有 由此得 运动轨迹半径为 5 由轨迹图可得电子束偏转为 因为R l 所以近似得 此偏转并不小 但由于全画面电子束都有同等的偏转 所以对图像无影响 6 7 12如图所示 一块半导体样品的体积为a b c 沿x方向有电流I 在z方向加有均匀磁场B 总是这时实验得出的数据a 0 10cm b 0 35cm c 1 0cm I 1 0mA B 3000G 片两侧的电势差UAA 6 55mA 1 这半导体是正电荷导电 P型 还是负电荷导电 N型 2 求载流子浓度 解 1 由图易判断这半导体是负电荷导电型 N型 半导体 2 B 3000G 3000 10 4T 由公式可得 个 m3 7 7 18一正方形线圈由外皮绝缘的细导线绕成 共绕有200匝 每边长为150mm 放在B 4 0T的外磁场中 当导线中通有I 8 0A的电流时 求 1 线圈磁矩pm的大小 2 作用在线圈上的力矩的最大值 解 1 线圈磁矩pm的大小为 2 作用在线圈上的力矩的最大值为 8 7 5北京正负电子对撞机中电子在周长为240m的储存环中作轨道运动 已知电子的动量是1 49 10 18kg m s 求偏转磁场的磁感应强度 解 电子在洛仑兹力作用下作圆周运动的轨道半径为 又 所以 代入有关数据可求得 2020 3 18 9 可编辑 10 7 10质谱仪的基本结构如图所示 质量为m 带电为q的待测离子束经过速度选择器 其中有相互垂直的电场E和磁场B 后进入均匀磁场B 区域发生偏转而返回 打到胶片上被记录下来 1 证明偏转距离为l的离子的质量为 2 在一次实验中16O离子的偏转距离为29 20cm 另一种氧的同位素离子的偏转距离为32 86cm 已知16O离子的质量为16 00u 另一种氧的同位素离子的质量是多少 11 1 证明 设在速度选择器射出的离子的速度大小为v 则有 所以 射出的离子在均匀磁场B 中运动的圆周半径为 故 12 2 由 1 的结论可知 在q B B E一定的情况下 m l 故有 13 7 11如图所示 一铜片厚为d 1 0mm 放在B 1 5T的磁场中 磁场方向与铜片的表面垂直 已知铜片里每立方厘米有8 4 1022个自由电子 每个电子的电荷为 e 1 6 10 19C 当铜片中有I 200A的电流流通时 1 求铜片两侧的电势差Uaa 2 铜片宽度b对Uaa 有无影响 为什么 解 1 铜片上下两侧的电势差为 负号表示a 电势较高 2 由上式可知 铜片宽度b对Uaa 无影响 这是因为霍尔电势差UH EHb vb B与b有关 而在电流一定时 电子漂移速度v I nqbd 也和b有关 两种因素同时起作用使得在I B n q一定时 UH与b无关 14 解 在圆盘中取一半径为