【題目】空間存在有一圓柱形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其橫截面如圖1所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按照?qǐng)D2所示的規(guī)律均勻變化。圖中B0和t0為已知量。
a.用電阻為R的細(xì)導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)(圖中未畫(huà)出),圓環(huán)平面垂直于該磁場(chǎng),圓環(huán)的中心與磁場(chǎng)中心重合。圓環(huán)半徑小于該磁場(chǎng)的橫截面半徑。求t=t0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率,以及圓環(huán)中的電流。
b.上述導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生的電流,實(shí)際是導(dǎo)體中的自由電荷在感生電場(chǎng)力的作用下做定向運(yùn)動(dòng),而且自由電荷受到感生電場(chǎng)力的大小可以根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義和法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)出來(lái),F(xiàn)將導(dǎo)體圓環(huán)替換成一個(gè)用絕緣細(xì)管做成的半徑為r的封閉圓形管道,且圓形管道的中心與磁場(chǎng)區(qū)域的中心重合(圖中未畫(huà)出)。管道內(nèi)有一小球,小球質(zhì)量為m,帶電量為+q。忽略小球的重力和一切阻力。t=0時(shí)小球靜止。求t=t0時(shí)小球的速度大小及管道對(duì)小球的彈力大小。
【答案】a. b.
【解析】
a、根據(jù)圖2可求解△B/△t ,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律列式求解感應(yīng)電流大;
b、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和電動(dòng)勢(shì)的定義求得感生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;在根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解小球的速度大小及管道對(duì)小球的彈力大小。
a. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有:
根據(jù)閉合電路歐姆定律有
b.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有
根據(jù)電動(dòng)勢(shì)定義有
由上可得
小球所受感生電場(chǎng)的作用力為
在感生電場(chǎng)力的作用下,小球速度不斷增加,將其轉(zhuǎn)化為沿直線運(yùn)動(dòng),小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
根據(jù)牛頓第二定律,有
解得
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】假設(shè)在某電場(chǎng)中沿x軸方向上,電勢(shì)φ與x的距離關(guān)系如圖所示,其中x4-x3=x6-x5,F(xiàn)有一個(gè)電子在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用運(yùn)動(dòng),則下列關(guān)于電場(chǎng)和電子能量說(shuō)法正確的是( )
A. 區(qū)域x3---x4內(nèi)沿x軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度均勻減小
B. x6---x7內(nèi)沿x軸方向場(chǎng)強(qiáng)為零
C. 若電子從電勢(shì)為2V的x1位置向右運(yùn)動(dòng)到電勢(shì)為2V 的x7位置,電子在x1位置應(yīng)具有大于2eV的初動(dòng)能
D. 電子在區(qū)域x3---x4內(nèi)沿x軸方向所受電場(chǎng)力大于區(qū)域x5---x6內(nèi)沿x軸方向所受電場(chǎng)力
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),圓心為O點(diǎn)。輕彈簧的一端固定在最高位置P點(diǎn),另一端拴連一個(gè)套在大環(huán)上的小球,小球在環(huán)上的Q點(diǎn)位置處于靜止?fàn)顟B(tài),Q點(diǎn)位于圓心O點(diǎn)所在水平面的上方,則( )
A. 彈簧可能處于壓縮狀態(tài)
B. 大圓環(huán)對(duì)小球的彈力方向可能指向O點(diǎn)
C. 大圓環(huán)對(duì)小球的彈力大小可能小于小球的重力,也可能大于小球的重力
D. 彈簧對(duì)小球的彈力大小可能小于小球的重力,也可能大于小球的重力
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電極相連 的兩個(gè) D 形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng),使粒子在通過(guò)狹 縫時(shí)都能得到加速,兩 D 形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示, 下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 回旋加速器中,粒子加速的時(shí)間和做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等
B. 帶電粒子在 D 形盒內(nèi)從狹縫間的電場(chǎng)獲得能量
C. 增大 D 形盒的半徑,可以增大粒子從 D 形盒射出時(shí)的動(dòng)能
D. 狹縫寬度越小,粒子從 D 形盒射出時(shí)的動(dòng)能越大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,50kg的媽媽騎著10kg的自行車(chē),帶有20kg的小孩以3m/s速度勻速行駛在平直路面上。行駛中小孩要從車(chē)上跳下來(lái),若小孩在離開(kāi)車(chē)座時(shí)水平速度為零,則此時(shí)( )
A. 媽媽和自行車(chē)行駛速度仍為3m/s
B. 媽媽和自行車(chē)行駛速度可能變?yōu)?/span>2m/s
C. 媽媽和自行車(chē)行駛速度變?yōu)?/span>4m/s
D. 媽媽和自行車(chē)及小孩組成的系統(tǒng),動(dòng)能增加了100J
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】裂變反應(yīng)可以在人工控制下進(jìn)行,用慢化劑中的原子核跟中子發(fā)生碰撞,使中子的速率降下來(lái),從而影響裂變反應(yīng)的反應(yīng)速度。 如圖所示,一個(gè)中子以速度v與慢化劑中靜止的原子核發(fā)生彈性正碰,中子的質(zhì)量為m,慢化劑中靜止的原子核的質(zhì)量為M,而且M>m。為把中子的速率更好地降下來(lái),現(xiàn)在有原子核的質(zhì)量M大小各不相同的幾種材料可以作為慢化劑,通過(guò)計(jì)算碰撞后中子速度的大小,說(shuō)明慢化劑中的原子核M應(yīng)該選用質(zhì)量較大的還是質(zhì)量較小的。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,豎直放置的半徑為 R 的光滑絕緣半圓軌道固定在水平地面上, 軌道所處空間存在電場(chǎng)。一帶電荷量為+q,質(zhì)量為 m 的小球,以初速度 v0 由底 端的 A 點(diǎn)開(kāi)始沿軌道內(nèi)側(cè)上滑,到達(dá)頂端 B 的速度大小仍為 v0,重力加速度為 g,則( )
A. 小球在 B 點(diǎn)的電勢(shì)能大于小球在 A 點(diǎn)的電勢(shì)能
B. A、B 兩點(diǎn)的電勢(shì)差大小為
C. 若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)是
D. 小球在 B 點(diǎn)的機(jī)械能比在 A 點(diǎn)的機(jī)械能大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,坐標(biāo)系中第二象限存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度 為 B=0.2 T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng),第三象限存在著與 x 軸正方向成 45°、電場(chǎng)強(qiáng)度為 E=500N/C 的斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),還有一根處于兩坐標(biāo)軸角平分線上的無(wú)限長(zhǎng)的電荷 接收棒,一個(gè)不計(jì)重力的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn) O 處以 v=2×104m/s的速度進(jìn)入磁場(chǎng),A 粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與 x 軸負(fù)方向成 45°, 最終打到接收棒上被吸收,若 A 粒子的比荷為 106C/kg。
(1)求 A 粒子到達(dá) x 軸時(shí)的坐標(biāo)和在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
(2)B 粒子的比荷為2.5×105C/kg,以相同的速度從同一位置進(jìn)入磁場(chǎng),求 A 粒子和 B 粒子到達(dá)吸收棒的位置相隔多遠(yuǎn)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】測(cè)定電流表內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中備有下列器材:
A.待測(cè)電流表G(量程0~10mA)
B.標(biāo)準(zhǔn)電流表A(量程0~15mA,內(nèi)阻忽略)
C.電阻箱R/(0-999Ω)
D.滑動(dòng)變阻器R1(總電阻約200Ω,額定電流2.0A)
E.滑動(dòng)變阻器R2(總電阻約1000Ω,額定電流2.0A)
F.電源E1(電動(dòng)勢(shì)約為8V,內(nèi)阻忽略)
G.電源E2(電動(dòng)勢(shì)約為25V,內(nèi)阻忽略)
H.電鍵及導(dǎo)線若干
采用如圖所示的電路測(cè)定電流表G的內(nèi)阻rg。
(1)以上備用的器材中,滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用___________、電源應(yīng)該選擇_________(填儀器前面字母)
(2)依照電路原理圖將實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)線路,開(kāi)始時(shí)兩電鍵均斷開(kāi)_________。
(3)請(qǐng)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟:
①將R阻值調(diào)至最大,閉合電鍵S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值,使電流表G達(dá)到滿刻度并記錄電流表A的數(shù)值
②閉合S2,同時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器、變阻箱的阻值使電流表A數(shù)值保持不變,電流表G的讀數(shù)達(dá)到半偏。
③讀出R/的讀數(shù)(如下圖電阻箱所示)則電流表內(nèi)阻rg=______Ω,這種方法測(cè)出的電流表的內(nèi)阻rg比它的真實(shí)值______________(選填偏“大”、 “偏小”或“相等”)
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