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在匀强磁场中有一个半径为r的n匝圆形线圈,总电阻为R,线圈与一个电荷量计串联.线圈平面与磁感线垂直.当线圈由原位置迅速翻转180°过程中,电荷量计显示通过线圈的电荷量为q.由此可知该匀强磁场的磁感应强度B的大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】分析:线圈翻转导致穿过线圈的磁通量发生变化,根据法拉第电磁感应定律E=n可求出感应电动势大小,再由闭合电路欧姆定律I=可求出感应电流大小,根据电量的公式q=It,可列出关于电荷量的表达式,从而可得出磁感应强度的大小.
解答:解:由法拉第电磁感应定律:线圈产生的感应电动势 E=n
由闭合电路欧姆定律得感应电流 I=
根据电量的公式q=It,可得q=n
由于开始线圈平面与磁场垂直,现把探测圈翻转180°,则磁能量的变化△Φ=2BS=2B?πr2
所以由上公式可得:q=n
则得 B=
故选B
点评:考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电量表达式,同时注意磁通量虽然是标量,但注意线圈分正反面,从而导致磁通量有正负.还有磁通量与线圈匝数无关,但感应电动势与线圈匝数有关.
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

在高能物理研究中,粒子加速器起着重要作用,而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次,因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制.1930年,Earnest O.Lawrence博士提出了回旋加速器的理论,他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转,多次反复地通过高频加速电场,直至达到高能量,图甲为他设计的回旋加速器的示意图.它由两个铝制D型金属扁盒组成,两个D形盒正中间开有一条狭缝,两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压.图乙为俯视图,在D型盒上半面中心S处有一正离子源,它发出的正离子,经狭缝电压加速后,进入D型盒中,在磁场力作用下运动半周,再经狭缝电压加速;为保证粒子每次经过狭缝都被加速,应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致.如此周而复始,最后到达D型盒的边缘,获得最大速度后被束流提取装置提取.设被加速的粒子为质子,质子的电荷量为q,质量为m,加速时电极间电压大小恒为U,磁场的磁感应强度为B,D型盒的半径为R,狭缝之间的距离为d,质子从离子源出发时的初速度为零,分析时不考虑相对论效应.

(1)求质子经第1次加速后进入一个D形盒中的回旋半径与第2次加速后进入另一个D形盒后的回旋半径之比;
(2)若考虑质子在狭缝中的运动时间,求质子从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间;
(3)若要提高质子被此回旋加速器加速后的最大动能,可采取什么措施?
(4)若使用此回旋加速器加速氘核,要想使氘核获得与质子相同的最大动能,请你通过分析,提出一个简单可行的办法.

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科目:高中物理 来源: 题型:

一个圆柱形玻璃管里面刚好装了半管水银,水银质量为m,玻璃管水平固定在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示为玻璃管的截面图.如有电流I通过水银向纸内方向流过,当水银面再次平衡时,测得水银面上表面片竖直方向夹角为α,求此时水银受到的安培力及玻璃管对水银的支持力.

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科目:高中物理 来源: 题型:

图甲所示为回旋加速器的原理示意图,一个扁圆柱形的金属盒子,盒子被分成两半(D形电极),分别与高压交变电源的两极相连,在裂缝处形成一个交变电场,高压交流电源的U-t图象如图乙所示,图中U(×104V),t (×10-7s),在两D形电极裂缝的中心靠近其中一个D形盒处有一离子源K,D形电极位于匀强磁场中,磁场方向垂直于D形电极所在平面,由下向上.从离子源K发出的氘核,在电场作用下,被加速进入盒中.又由于磁场的作用,沿半圆形的轨道运动,并重新进入裂缝.这时恰好改变电场方向,氘核在电场中又一次加速,如此不断循环进行,最后在D形盒边缘被特殊装置引出.(忽略氘核在裂缝中运动的时间)
(1)写出图乙所示的高压交流电源的交流电压瞬时值的表达式;
(2)将此电压加在回旋加速器上,给氘核加速,则匀强磁场的磁感强度应为多少?
(3)若要使氘核获得5.00MeV的能量,需要多少时间?(设氘核正好在电压达到峰值时通过D形盒的狭缝)
(4)D形盒的最大半径R.

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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:022

如图所示,回旋加速器的核心部分是______,它们就像沿直径把一圆形金属盒切成两半再拉开一个窄缝.在_____中心附近放有_____,两盒置于巨大_____之间的真空容器中,磁场方向_____于金属盒底面,两盒分别接在____________的两极上;这样,在两盒间窄缝中形成一方向可变的_____.从粒子源发出的带电粒子在窄缝电场中被_____,在匀强磁场中做______,经窄缝再_____,再经磁场_____,经电场_____

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科目:高中物理 来源: 题型:022

如图所示,回旋加速器的核心部分是______,它们就像沿直径把一圆形金属盒切成两半再拉开一个窄缝.在_____中心附近放有_____,两盒置于巨大_____之间的真空容器中,磁场方向_____于金属盒底面,两盒分别接在____________的两极上;这样,在两盒间窄缝中形成一方向可变的_____.从粒子源发出的带电粒子在窄缝电场中被_____,在匀强磁场中做______,经窄缝再_____,再经磁场_____,经电场_____

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