图11.目前有一种磁强计.用于测定地磁场的磁感应强度.磁强计的原理如图1所示.电路有一段金属导体.它的横截面是宽为a.高为b的长方形.放在沿y轴正方向的匀强磁场中.导体中通有沿x轴正方向.大小为I的电流.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n.电子电荷量为e.金属导电过程中.自由电子所做的定向移动可视为匀速运动.两电极M.N均与金属导体的前后两侧接触.用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则磁感应强度的大小和电极M.N的正负为( ) A..M正.N负 B..M正.N负 C..M负.N正 D..M负.N正 解析:由左手定则知.金属中的电子在洛伦兹力的作用下将向前侧面聚集.故M负.N正.由F电=F洛即e=Bev.I=nevS=nevab.得B=. 答案:C 图2 查看更多

 

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欧洲大型强子对撞机(Large Hadron Collider)简称LHC,于2009年9月重新启动,这将有望揭露自然界最基本的秘密.LHC位于瑞士、法国边境地区的地下100m深的坏形隧道中,周长26.659km(约27km).在LHC进行的质子-质子碰撞中,每个质子的能量为7TeV(7×1012eV).
(1)目前认为,质子是由u夸克和d夸克组成,u夸克带电量为
2
3
e
,d夸克带电量为-
1
3
e
,e为元电荷.则质子有
2
2
个u夸克和
1
1
个d夸克组成.
(2)LHC能把数以百万计的质子加速到接近光速(光速的99.99%).这些接近光速的质子对撞后,会创造出1百多亿年前与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态类似的条件,科学家期望能从中发现“反物质”以及占宇宙质量96%的暗物质和暗能量的踪迹,从而揭开宇宙起源之谜.反物质是由反粒子组成,若有反α粒子,则它的质量数为
4
4
,电荷数为
-2
-2

(3)假设科学家发现了某种反粒子,采用如图的装置来测定这种反粒子的比荷(电荷量与质量之比),真空管内的K发出的反粒子(不计初速、重力和粒子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转电压时,反粒子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,O'与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P'间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示).
①求打在荧光屏O点的反粒子速度的大小.
②推导出反粒子的比荷的表达式.

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