这些题目涉及高中物理的多个知识点,主要集中在电磁学领域,包括电场、磁场、电磁感应以及带电粒子在电场和磁场中的运动规律。以下是针对每个题目解析的关键知识点:
1. 极光现象是由太阳发射的高速带电粒子受到地磁场影响而形成的。题目中的描述暗示了带电粒子在磁场中的洛伦兹力使其轨迹弯曲,根据左手定则,顺时针方向的弧状轨迹表明粒子带正电,且轨迹半径逐渐减小,因此正确答案是B和C。
2. 电荷控制式喷墨打印机利用带电微粒在电场中的偏转来控制打印的字符大小。减小墨汁微粒的质量或减小所带电荷量都会使得微粒在电场中偏转角度减小,从而打在纸上的字迹变小;增大偏转电场的电压会使偏转力增大,同样可以减小字迹;增大喷出速度会增加微粒的动能,但不影响偏转角度,所以不会缩小字迹。因此,可行的措施是A、B和C。
3. 在光滑斜面上的导体棒,若要静止,需要平衡重力和安培力。题目中给出了不同磁场方向,分析每个选项,可得出只有当磁场方向竖直向上且满足ILmgBθtan=1时,导体棒才能保持静止,所以正确答案是A。
4. 带电粒子在磁场中做圆周运动,动能、速率、运动时间和圆周周期与其初速度、荷质比以及磁场强度有关。根据题设,粒子质量、电荷量相同,因此速度越大,动能越大,粒子在磁场中运动的时间越长。轨迹c的半径最大,说明c粒子速率最大,c粒子在磁场中运动时间最长,因此正确答案是B和C。
5. 粒子在磁场中做圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力的条件,可计算出粒子速度v=mqB/(R/2) * sin(30°)=mqBR/2 * √3/2,因此正确答案是C。
6. 速度选择器中,粒子做直线运动的条件是电场力与洛伦兹力平衡,即qvB=qE,所以从S2飞出的粒子必须具有相同的速度,无论粒子种类还是方向。选项A和B正确,C和D错误,因为粒子的运动方向改变,平衡条件不再成立。
7. 当金属棒ab以水平速度抛出时,切割磁感线产生感应电动势,由于棒与磁场垂直,感应电动势保持不变,答案是C。
8. 直导线中的电流变化会产生变化的磁场,根据楞次定律,线框中的感应电流方向会试图抵消这个变化,以保持原来的状态。当电流增大时,感应电流方向逆时针,线框受力向右;电流减小时,感应电流方向顺时针,线框受力向左。因此,答案是B。
9. 带正电的油滴静止,说明重力与电场力平衡,而电场力由导线中的磁场变化产生,磁通量变化率等于mg/(nR),根据法拉第电磁感应定律,磁通量变化率的平方与感应电流的大小成正比。要使油滴静止,磁场需均匀增大,磁通量变化率的大小为2mg/(ndq√3)。因此,答案是A。
以上是对各题目所涉及物理知识点的详细解析,涵盖了电场、磁场、电磁感应、洛伦兹力、带电粒子运动规律等多个主题。