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    )如图为一用来使带正电的离子加速和偏转装置的等效模型图。以y轴为界，左侧为沿x轴正向的匀强电场，场强大小为E。装置要求使质量为m，电量为q，初速度为0的正离子(不计重力)从A点释放后，其运动轨迹刚好通过C点，已知A点坐标为(－L,0)，C点坐标为(L，－2L)。

    (1)当在y轴右侧加沿y轴负向的匀强电场时，此电场的场强大小为多少？

    (2)当在y轴右侧加垂直于xy平面(即纸面)的匀强磁场时，此磁场的方向如何？大小为多少？

     

    (1)设离子运动到O点的速度为v0

    则qEL＝mv

    在y轴右侧加沿y轴负向的电场E′时，离子从O到C做类平抛运动

    x方向：L＝v0t

    －y方向：2L＝t2

    由以上各式得：E′＝8E

    (2)所加磁场B的方向为垂直纸面向外.

    设离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，由几何关系得：

    r2＝L2＋(2L－r)2

    又qv0B＝

    由以上各式得B＝

    解析:略

     

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差．
    （1）如图甲所示，某长方体导体abcda′b′c′d′的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，其电荷量为e，处在与ab b′a′面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B0．在导体中通有垂直于bcc′b′面的电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横向霍尔电势差为UH，求此导体中单位体积内自由电子的个数．
    （2）对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H=
    1nq
    定义为该导体材料的霍尔系数．利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面（相当于图14甲中的ab b′a′面）的面积可以在0.1cm2以下，因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度．如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中的探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直．这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又可以监测出探头所产生的霍尔电势差UH，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内．
    ①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对探杆的放置方位有何要求；
    ②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、UH外，还需要知道哪个物理量，并用字母表示．推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2009?崇文区一模）用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子．在电离室中使纳米粒子电离后表面均匀带正电，且单位面积的电量为q0．电离后，粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、匀强磁场区域II，其中电场强度为E，磁感应强度为B、方向垂直纸面向外．收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上．已知纳米粒子的密度为ρ，不计纳米粒子的重力及纳米粒子间的相互作用．（V球=
    43
    πr3    ，S球=4πr2）
    （1）如果半径为r0的某纳米粒子恰沿直线O1O3射入收集室，求该粒子的速率和粒子半径r0；
    （2）若半径为4r0的纳米粒子进入区域II，粒子会向哪个极板偏转？计算该纳米粒子在区域II中偏转距离为l（粒子在竖直方向的偏移量）时的动能；（r0视为已知）
    （3）为了让半径为4r0的粒子沿直线O1O3射入收集室，可以通过改变那些物理量来实现？提出一种具体方案．

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    科目：高中物理 来源：江苏省淮州中学2008－2009学年度第二学期初考试高二物理试题 题型：038

    由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源．因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电．

    如图为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N，金属板长为a，宽为b，两板间的距离为d．将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向由南向北，用导线将M、N外侧连接电阻为R的航标灯(图中未画出)．工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电．设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为v，海水的电阻率为ρ，海水所受摩擦阻力与流速成正比，比例系数为k．

    (1)求磁流体发电机电动势E的大小，并判断M、N两板哪个板电势较高；

    (2)由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向；

    (3)求在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能．

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    科目：高中物理 来源：2012届度北京市高三下学期开学检测物理卷 题型：计算题

    1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差。

    （1）如图14甲所示，某长方体导体的高度为、宽度为，其中的载流子为自由电子，其电荷量为，处在与面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为。在导体中通有垂直于面的电流，若测得通过导体的恒定电流为，横向霍尔电势差为，求此导体中单位体积内自由电子的个数。

    （2）对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目和载流子所带电荷量均为定值，人们将定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面（相当于图14甲中的面）的面积可以在以下，因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图14乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中的探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小，又可以监测出探头所产生的霍尔电势差，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内。

    ①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对探杆的放置方位有何要求；

    ②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道外，还需要知道哪个物理量，并用字母表示。推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式。

     

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    科目：高中物理 来源：北京期末题 题型：计算题

    由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中下的正、负离子发生偏转，便可用来发电。如图为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N，金属板长为a，宽为b，两板间的距离为d。将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向由南向北，用导线将M、N外侧连接电阻为R的航标灯（图中未画出）。工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电。设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为v，海水的电阻率为，海水所受摩擦阻力与流速成正比，比例系数为k。
    （1）求磁流体发电机电动势E的大小，并判断M、N两板哪个板电势较高；
    （2）由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向；
    （3）求在t时间内磁流体发电要消耗的总机械能。

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