因和的動(dòng)量等大.所在磁場(chǎng)相同.有: 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

在生物學(xué)中，我們已經(jīng)知道有生物電流存在，由于電和磁是緊密聯(lián)系的，因此生物也應(yīng)有磁性和磁場(chǎng).1963年美國(guó)兩位科學(xué)家第一次測(cè)出心臟有規(guī)律的磁場(chǎng)變化.1970年一位教授用超導(dǎo)量子干涉式磁強(qiáng)計(jì)描出了清晰的心磁圖（如圖），它與心電圖十分相似.大家知道電流有磁效應(yīng)，當(dāng)生命物質(zhì)發(fā)生離子的遷移或電荷的轉(zhuǎn)移時(shí)，形成生物電流的同時(shí)，相伴產(chǎn)生了生物磁場(chǎng).此外，外加磁場(chǎng)也能影響生物體細(xì)胞內(nèi)、外離子的活動(dòng)度，細(xì)胞膜電勢(shì)，酶的活性，改善細(xì)胞新陳代謝.對(duì)人體的神經(jīng)、肌肉、肝臟、腦等生物電流，生物磁場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生影響，假如肌體有圖8-1-12所示的生物電流在流動(dòng)，當(dāng)外界磁體靠近這部分肌體時(shí)，此電流的流動(dòng)范圍將如何變化？

圖8-1-12

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在生物學(xué)中，我們已經(jīng)知道有生物電流存在，由于電和磁是緊密聯(lián)系的，因此生物也應(yīng)有磁性和磁場(chǎng).1963年美國(guó)兩位科學(xué)家第一次測(cè)出心臟有規(guī)律的磁場(chǎng)變化.1970年一位教授用超導(dǎo)量子干涉式磁強(qiáng)計(jì)描出了清晰的心磁圖(如圖)，它與心電圖十分相似.大家知道電流有磁效應(yīng)，當(dāng)生命物質(zhì)發(fā)生離子的遷移或電荷的轉(zhuǎn)移時(shí)，形成生物電流的同時(shí)，相伴產(chǎn)生了生物磁場(chǎng).此外，外加磁場(chǎng)也能影響生物體細(xì)胞內(nèi)、外離子的活動(dòng)度，細(xì)胞膜的電勢(shì)，酶的活性，改善細(xì)胞新陳代謝.對(duì)人體的神經(jīng)、肌肉、肝臟、腦等生物電流，生物磁場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生影響.假如肌體有如圖所示的生物電流在流動(dòng)，當(dāng)外界磁體靠近這部分肌體時(shí)，此電流的流動(dòng)范圍將如何變化?

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（25分）地球赤道表面附近處的重力加速度為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，方向沿經(jīng)線向北。赤道上空的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與成反比（r為考察點(diǎn)到地心的距離），方向與赤道附近的磁場(chǎng)方向平行。假設(shè)在赤道上空離地心的距離（為地球半徑）處，存在厚度為10km的由等數(shù)量的質(zhì)子和電子的等離子層（層內(nèi)磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），每種粒子的數(shù)密度非常低，帶電粒子的相互作用可以忽略不計(jì)。已知電子的質(zhì)量，質(zhì)子的質(zhì)量，電子電荷量為，地球的半徑。

　　1.所考察的等離子層中的電子和質(zhì)子一方面作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，另一方面因受地球引力和磁場(chǎng)的共同作用會(huì)形成位于赤道平面內(nèi)的繞地心的環(huán)行電流，試求此環(huán)行電流的電流密度。

　　2.現(xiàn)設(shè)想等離子層中所有電子和質(zhì)子，它們初速度的方向都指向地心，電子初速度的大小，質(zhì)子初速度的大小。試通過計(jì)算說(shuō)明這些電子和質(zhì)子都不可能到到達(dá)地球表面。

　　

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（25分）地球赤道表面附近處的重力加速度為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，方向沿經(jīng)線向北。赤道上空的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與成反比（r為考察點(diǎn)到地心的距離），方向與赤道附近的磁場(chǎng)方向平行。假設(shè)在赤道上空離地心的距離（為地球半徑）處，存在厚度為10km的由等數(shù)量的質(zhì)子和電子的等離子層（層內(nèi)磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），每種粒子的數(shù)密度非常低，帶電粒子的相互作用可以忽略不計(jì)。已知電子的質(zhì)量，質(zhì)子的質(zhì)量，電子電荷量為，地球的半徑。

　　1.所考察的等離子層中的電子和質(zhì)子一方面作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，另一方面因受地球引力和磁場(chǎng)的共同作用會(huì)形成位于赤道平面內(nèi)的繞地心的環(huán)行電流，試求此環(huán)行電流的電流密度。

　　2.現(xiàn)設(shè)想等離子層中所有電子和質(zhì)子，它們初速度的方向都指向地心，電子初速度的大小，質(zhì)子初速度的大小。試通過計(jì)算說(shuō)明這些電子和質(zhì)子都不可能到到達(dá)地球表面。

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如圖，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場(chǎng)EH，同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差UH．當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí)，EH和UH達(dá)到穩(wěn)定值，UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式UN=RH
IB
d
，其中比例系數(shù)RH稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)
（1）若半導(dǎo)體材料是自由電子導(dǎo)電的，請(qǐng)判斷圖1中
C
C
端（填c或f）的電勢(shì)高；
（2）已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)RH的表達(dá)式
1
ne
1
ne
．（通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率．

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