著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘薄圆盘可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆盘的中部有一个圆形线圈，圆盘的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示．实 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘薄圆盘可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆盘的中部有一个圆形线圈，圆盘的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示．实验开始时线圈中通有图示方向的大小不变的电流I．对有关实验现象，下列叙述正确的是（　）

A．若金属小球带正电且线圈中电流突然增大，则圆盘转动方向与电流流向相同

B．若金属小球带正电且线圈中电流突然增大，则圆盘转动方向与电流流向相反

C．若金属小球带负电且线圈中电流突然减小，则圆盘转动方向与电流流向相同

D．若金属小球带负电且线圈中电流突然减小，则圆盘转动方向与电流流向相反

答案

解析

线圈中电流突然增大，根据楞次定律，外围会产生与原电流方向相反的电场，若金属小球带正电，则圆盘转动方向与电场方向相同，即与电流流向相反，故A错误B正确
线圈中电流突然减小，，根据楞次定律，外围会产生与原电流方向相同的电场，若金属小球带负电，则圆盘转动方向与电场方向相反，即与电流流向相反，故C错误D正确
故选BD

核心考点

试题【著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘薄圆盘可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆盘的中部有一个圆形线圈，圆盘的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示．实】；主要考察你对磁现象和磁场等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示, xoy平面内的正方形区域abcd，边长为L，oa=od=

，在该区域内有与y轴平行的匀强电场和垂直于平面的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力）从原点沿＋x轴进入场区，恰好沿＋x轴直线射出。若撤去电场只保留磁场，其他条件不变，该粒子从cd边上距d点

处射出，若撤去磁场，只保留电场，其他条件不变，该粒子从哪条边上何处射出？

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如图甲所示，带正电荷的粒子以水平速度v₀沿OO′的方向从O点连续射入电场中（OO′为平行金属板M、N间的中线）。M、N板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压u_MN，两板间电场可看做是均匀的，且两板外无电场。紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B，分界线为CD，S为屏幕。金属板间距为d、长度为l，磁场B的宽度为d。已知B＝5×10^—3T，l＝d＝0.2m，每个粒子的初速度v₀＝1.0×10⁵m/s比荷

，重力及粒子间相互作用忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的。求：
（1）带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径。
（2）带电粒子射出电场时的最大速度。
（3）带电粒子打在屏幕上的区域宽度。

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如图所示，真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场，与坐标原点相切，磁场的磁感应强度大小B=2×10^-^３T，方向垂直于纸面向外，在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L₁=0.5m的匀强电场区域，电场强度E=1.5×10^３N/C。在x=2m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏，从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比

=1×10⁹C/kg带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子，恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求：
（1）该粒子进入电场时的速度和粒子在磁场中的运动时间。
（2）该粒子最后打到荧光屏上，该发光点的位置坐标。
（3）求荧光屏上出现发光点的范围

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如图所示：正方形绝缘光滑水平台面WXYZ边长

=1.8m，距地面h=0.8m。平行板电容器的极板CD间距d=0.1m且垂直放置于台面，C板位于边界WX上，D板与边界WZ相交处有一小孔。电容器外的台面区域内有磁感应强度B=1T、方向竖直向上的匀强磁场。电荷量q=5×10^-13C的微粒静止于W处，在CD间

加上恒定电压U=2.5V，板间微粒经电场加速后由D板所开小孔进入磁场（微粒始终不与极板接触），然后由XY边界离开台面。在微粒离开台面瞬时，静止于X正下方水平地面上A点的滑块获得一水平速度，在微粒落地时恰好与之相遇。假定微粒在真空中运动、极板间电场视为匀强电场，滑块视为质点，滑块与地面间的动摩擦因数

=0.2，取g=10m/s²

（1）求微粒在极板间所受电场力的大小并说明两板地极性；
（2）求由XY边界离开台面的微粒的质量范围；
（3）若微粒质量m_o=1×10^-13kg，求滑块开始运动时所获得的速度。

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如图甲，在x＜0的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于xoy平面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B.一质量为q(q＞0)的粒子从坐标原点O处，以初速度v₀沿x轴正方向射人，粒子的运动轨迹见图甲，不计粒子的质量。
（1）求该粒子运动到y=h时的速度大小v;
（2）现只改变人射粒子初速度的大小，发现初速度大小不同的粒子虽然运动轨迹
（y-x曲线）不同，但具有相同的空间周期性，如图乙所示；同时，这些粒子在y轴方向上的运动（y-t关系）是简谐运动，且都有相同的周期

。
Ⅰ 求粒子在一个周期

内，沿

轴方向前进的距离

；
Ⅱ 当入射粒子的初速度大小为v₀时，其y-t图像如图丙所示，求该粒子在y轴方向上做简谐运动的振幅A,并写出y-t的函数表达式。

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