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【题目】如图甲所示,半径为R的导体环内,有一个半径为r的虚线圆,虚线圆内有垂直纸面向里的磁场,磁感应强度大小随时间变化规律为B1=ktk>0且为常量)。

1)求导体环中感应电动势E的大小;

2)将导体环换成内壁光滑的绝缘细管(管子内径忽略),管内放置一质量为m、电荷量为+q的小球,小球重力不计,如图乙所示。已知绝缘细管内各点涡旋电场的电场强度大小为,方向与该点切线方向相同。小球在电场力作用下沿细管加速运动。要使t时刻管壁对小球的作用力为零,可在细管处加一垂直于纸面的磁场,求所加磁场的方向及磁感应强度的大小B2

【答案】1)得(2)洛伦兹力方向指向圆心。由左手定则,磁场方向垂直纸面向里。

【解析】

1)根据法拉第电磁感应定律,有

2)洛伦兹力方向指向圆心。由左手定则,磁场方向垂直纸面向里。

电场力:F=ERq

F=ma

t时刻速度v=at

洛伦兹力大小F=qvB2

联立解得

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,我们把这种情况抽象为如图1的模型:圆弧轨道半径为R,下端与竖直圆轨道相接于M点,使小球从弧形轨道上距离M点竖直高度为h处无初速滚下,小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动.实验发现,只要h大于一定值,小球就可以顺利通过圆轨道的最高点N,不考虑摩擦等阻力。

(1)h=2.5R,求质量为m的小球通过M点时的速度大小和通过N点时对轨道的压力;

(2)若改变h的大小,小球通过最高点N时的动能EK也随之发生变化,试通过计算在方格纸上作出Ekh的变化关系图象(作在答题卡上)

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【题目】如图所示,AOB为一边界为 圆的匀强磁场,O点为圆心,D点为边界OB的中点,C点为边界上一点,且CDAO.现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度射入磁场(不计粒子重力),其中粒子1A点正对圆心射入,恰从B点射出,粒子2C点沿CD射入,从某点离开磁场,则可判断(  )

A. 粒子2AB圆弧之间某点射出磁场

B. 粒子2必在B点射出磁场

C. 粒子1与粒子2在磁场中的运行时间之比为32

D. 粒子1与粒子2的速度偏转角度相同

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【题目】一带电粒子射入固定在O点的点电荷的电场中,粒子轨迹如图中实线abc所示,图中虚线是同心圆弧,表示电场的等势面,粒子只受到电场力的作用,则(

A. 粒子受静电引力的作用 B. 粒子速度vb>va

C. 粒子动能Eka=EKc D. 粒子电势能Epb<EPc

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【题目】某同学用一个满偏电流为10mA、内阻为30Ω的电流表,一只滑动变阻器和一节电动势为1.5V的干电池组装成一个欧姆表,如图(a)所示:

(1)甲、乙测试笔中,甲表笔应是______(选填)表笔。

(2)电流表5mA刻度处应标的电阻刻度为_______Ω。

(3)经调零后,将甲、乙两表笔分别接图(b)中的a、b两点,指针指在电流表刻度的4mA处,则电阻Rx_____Ω。

(4)若误将甲、乙两表笔分别接在了图中的a、c两点,则Rx的测量结果偏_____(选填”)。

(5)再给电流表并联一个合适的定值电阻R,就可组装成一个中间刻度值为15Ω的欧姆表,则R=____Ω。(保留2位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,真空中固定两个等量异号点电荷+Q、-QO点是两电荷连线的中点,ab两点与+Q的距离相等,cd是两电荷连线垂直平分线上的两点,bcd构成一等腰三角形,ae两点关于O点对称.则下列说法正确的是

A. ab两点的电势相同

B. ae两点的电场强度相同

C. 将电子沿cd边由c点移到d点的过程中电场力做正功

D. 电子在b点的电势能比在O点的电势能大

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,一长为L1m、质量为m1kg的导体棒ab垂直放在光滑且足够长的U形导轨底端,导轨宽度和导体棒等长且接触良好,导轨平面与水平面成θ30°角,整个装置处在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B0.5T.现给导体棒沿导轨向上的初速度v04ms,经时间t00.5s,导体棒到达最高点,然后开始返回,到达底端前已做匀速运动.已知导体棒的电阻为R0.05Ω,其余电阻不计,重力加速度g10ms2,忽略电路中感应电流之间的相互作用,则

A. 导体棒到达导轨平面底端时,流过导体棒的电流为5A

B. 导体棒到达导轨平面底端时的速度大小为1ms

C. 导体棒从开始到顶端的过程中,通过导体棒的电量为3C

D. 导体棒从开始到返回底端的过程中,回路中产生的电能为15J

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【题目】如图所示,竖直平面内有一直角坐标系xOyx轴沿水平方向.第二、三象限有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,与x轴成θ30°角的绝缘细杆固定在二、三象限;第四象限同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直于坐标平面向里磁感应强度大小为B的匀强磁场,一质量为m,电荷量为q带电小球a穿在细杆上沿细杆匀速下滑,在N点脱离细杆恰能沿圆周轨道运动到x轴上的A点,且速度方向垂直于x轴.已知A点到坐标原点O的距离为,小球a与绝缘细杆的动摩擦因数,重力加速度为g,空气阻力忽略不计.求:

1)带电小球的电性及电场强度的大小E

2)第二、三象限里的磁场的磁感应强度大小B1

3)当带电小球a刚离开N点时,从y轴正半轴距原点OP点(图中未画出)以某一初速度水平向右平抛一个不带电的绝缘小球bb球刚好运动到x轴时与向上运动的a球相碰,则b球的初速度为多大?

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【题目】如图所示为人造地球卫星的轨道示意图,其中1为近地圆周轨道,2为椭圆轨道,3为地球同步轨道,其中PQ为轨道的切点,则下列说法中正确的是  

A. 卫星在1轨道上运行可经过一次加速转移到3轨道上运行

B. 卫星由1轨道进入2轨道机械能增大

C. 卫星在轨道2上的运行周期最短

D. 卫星在2轨道上的P点的运动速度小于第二宇宙速度,在Q点的速度小于第一宇宙速度

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