磁场:2-4级挑战练习题在线精彩

上图描绘了两个用绳子悬挂的磁铁棒。如果用“N”标记磁体的一端为磁北极，则确定标记“?”的磁极。

1安培的电流沿着水平导线流动。在 $x = 0$ 钢丝分裂成一个半径为0.05米的圆，然后在 $x = 0.1$ m，大小是多少在特斯拉线圈中间的磁场是多少?

考虑一个标准的回旋加速器，其中两个半圆形区域连接到一个提供电场的交流电压源 $E$ 并有均匀的垂直(向外)磁性 $B$ 回旋加速器内部的场垂直于电场。电场的开关总是指向粒子不在的方向。

质子从静止状态中释放出来，开始在回旋加速器中以半径旋转 $R$ 最后从回旋加速器的狭缝中出来。两个半圆区域之间的距离为 $d$ ．找到最大质子从狭缝中出来的匝数。

细节和假设

${{m} _ {p}{10} = 1.6 \倍^{-27}\文本{公斤}\ \ {q} _ {p}{10} = 1.6 \倍^ {-19}C \ \ B ={10} ^{4} \文本{T} \ \ R = 6 \文本{m} \ \ E = 10 \压裂{\文本{V}}{\文本{m}} \ \ d{厘米}\ \}= 10 \文本$ ．

太阳爆发产生的带电粒子主要在南北两极附近撞击地球极光)．这是因为我们的地球类似于一个大磁铁。地球产生磁场，磁场使带电粒子漏斗状地向两极移动。为了看到这个漏斗的例子，我们可以考虑以下问题:

分别考虑每个磁极(所以问题中只有一个磁极)。单极附近的磁场为 $vec {vec {B} = k \ \ r} / r ^ 3 = k \帽子}{r / r ^ 2$ 在哪里 $vec {r} \$ 极点的径向矢量点和感兴趣的点是和吗 $\帽子vec {r} / {r} = \ r$ 是径向单位向量。的标志 $公斤ydF4y2Ba$ 北极和南极则相反。如果有一个电荷在磁场中移动，它的轨迹是在一个锥体的表面上，也就是一个大漏斗。找出顶点角(轴与锥体表面一条直线之间的角)在度在这些给定的初始条件下，电荷和极点之间的距离为 $r = 1 ~ \ mbox {m}$ 电荷的速度矢量是 $v = 2 ~ \ mbox {m / s}$ 垂直于连接电极和电荷的线。我们将考虑北极，所以让 $k = 3 ~ \ mbox {T} \ cdot \ mbox {m} ^ 2$ ．粒子的电荷是 $q = 4 ~ \ mbox {C}$ 质量是 $m = 5 ~ \ mbox{公斤}$ ．

细节和假设

提示:对于还没有学过电磁力的同学，电荷粒子受到的力由洛伦兹力定律给出: $\vec{F}=q\vec{v} \times \vec{B}$ ．

非相对论性质子束无偏转地通过一个区域，该区域有两个相互垂直的横向电( $E = 120 ~ \ textrm {kV / m}$ )和磁性( $B = 50 ~ \ textrm{太}$ )领域。然后光束击中一个接地的目标。找到力量在牛顿光束作用在目标上，如果光束电流是 $马我= 0.8 ~ \ textrm {}$ ．

假设与目标的碰撞是非弹性的。
质子的质量和电荷为: $M_ {p}=1.67 \ * 10^{-27}\textrm{kg}$ $e= 1.6 \ * 10^{-19} C。$

概念测试

挑战测验

磁场:2-4级挑战