一种质谱仪的构造原理如本题图所示，离子源S产生质量为m、电荷为q的离子，离子...

问答题 一种质谱仪的构造原理如本题图所示，离子源S产生质量为m、电荷为q的离子，离子产生出来时速度很小，可以看作是静止的；离子产生出来后经过电压U加速，进入磁感应强度为B的均匀磁场，沿着半圆周运动而达到记录它的照相底片P上，测得它在P上的位置到入口处的距离为x.证明这离子的质量为

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1.问答题 一起重用的马蹄形电磁铁形状如图所示，两极的横截面都是边长为a的正方形，磁铁的磁导率μ=200，上面绕有N=200匝线圈，电流I=2.0A，已知R=a=x=5.0cm，l=d=10cm，衔铁与磁极直接接触。求这电磁铁的起重力（包括衔铁在内）。
若磁铁与衔铁间垫有厚1.0mm的铜片，当负重（包括衔铁自重）20kg时，需要多大电流？

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2.问答题 一氘核在B=1.5T的均匀磁场中运动，轨迹是半径为40cm的圆周。已知氘核的质量为3.34×10^-27kg，电荷为1.6×10^-19C.
（1）求氘核的速度和走半圈所需的时间；
（2）需要多高的电压才能把氘核从静止加速到这个速度？

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3.问答题 如本题图所示，一质量为m的粒子带有电量q，以速度v射入磁感应强度为B的均匀磁场，v与B垂直；粒子从磁场出来后继续前进。已知磁场区域在v方向（即x方向）上的宽度为l，当粒子从磁场出来后在x方向前进的距离为L-l/2时，求它的偏转y.

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4.问答题 在一个显像管里，电子沿水平方向从南到北运动，动能是1.2×10⁴eV.该处地球磁场在竖直方向上的分量向下，B的大小是0.55Gs.已知电子电荷-e=-1.6×10^-19C，质m=9.1×10^-31kg.
（1）电子受地磁的影响往哪个方向偏转？
（2）电子的加速度有多大？
（3）电子在显像管内走20cm时，偏转有多大？
（4）地磁对看电视有没有影响？

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5.问答题已知电磁铁的每个磁极的面积都是在1.5×10^-2m²。磁极与衔铁间夹有薄铜片，以免铁与铁直接接触。设这时的磁通量为1.5×10^-2Wb，求这电磁铁的起重力。

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6.问答题 已知质子质量m=1.67×10^-27kg，电荷e=1.6×10^-19C，地球半径6370km，地球赤道上地面的磁场B=0.32Gs.
（1）要使质子绕赤道表面作圆周运动，其动量p和能量E应有多大？
（2）若要使质子以速率v=1.0×10⁷m/s环绕赤道表面作圆周运动，问地磁场应该有多大？

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7.问答题一电子以v=3.0×10⁷m/s的速率射入匀强磁场B内，它的速度与B垂直，B=10T.已知电子电荷-e=-1.6×10^-19C，质量m=9.1×10^-31kg，求这电子所受的洛伦兹力，并与它在地面所受的重力加以比较。

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8.问答题测得一太阳黑子的磁场为B=4000Gs，问其中电子以（1）5×10⁷cm/s，（2）5.0×10⁸cm/s的速度垂直于B运动时，受到的洛伦兹力各有多大？回旋半径各有多大？已知电子电荷的大小为1.6×10^-19C，质量为9.1×10^-31kg.

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9.问答题 证明电磁铁吸引衔铁的起重力F（见图）为
式中S为两磁极与衔铁相接触的总面积，B为电磁铁内的磁感应强度（设磁铁内的H《M）。
起重力与磁极、衔铁间的距离x有无关系？
【提示：先假设衔铁与磁极之间有长度为x的小气隙，则磁极和衔铁的表面带有正、负号相反的磁荷，起重力，即它们之间的吸引力为
式中’为气隙中的磁场强度。（为什么有因子1/2？）进一步用磁铁内部的B将σ_m、H表示出来，即可得到上述公式。令x→0，可以计算衔铁与磁极直接接触时的相互作用力，即最大的起重力。】

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10.问答题带电粒子穿过过饱和蒸汽时，在它走过的路径上，过饱和蒸汽便凝结成小液滴，从而使得它运动的轨迹（径迹）显示出来，这就是云室的原理。今在云室中有B=10000Gs的均匀磁场，观测到一个质子的径迹是圆弧，半径r=20cm，已知这粒子的电荷为1.6×10^-19C，质量为1.67×10^-27kg，求它的动能

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