17．一個半徑r =0．10m的閉合導體圓環(huán).圓環(huán)單位長度的電阻R0=1.0×10-2Ω?m-1.如圖19甲所示.圓環(huán)所在區(qū)域存在著勻強磁場.磁場方向垂直圓環(huán)所在平面向外.磁感應(yīng)強度大小隨時間變化情況如圖19乙所示. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

一個半徑r=0.10 m的閉合導體圓環(huán)，圓環(huán)單位長度的電阻。如圖甲所示，圓環(huán)所在區(qū)域存在著勻強磁場，磁場方向垂直環(huán)所在平面向外，磁感應(yīng)強度大小隨時間情況如圖乙所示。
（1）分別求在0-0.3 s和0.3-0.5 s時間內(nèi)圓環(huán)中感應(yīng)電動勢的大��；
（2）分別求在0-0.3 s和0.3-0.5 s時間內(nèi)圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小，并在圖丙中畫出圓環(huán)中感應(yīng)電流隨時間變化的i－t圖象（以線圈中逆時針電流為正，至少畫出兩個周期）。

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電子感應(yīng)加速器是利用變化磁場產(chǎn)生的電場來加速電子的。如圖在圓形磁鐵的兩極之間有一環(huán)形真空室，用交變電流勵磁的電磁鐵在兩極間產(chǎn)生交變磁場，從而在環(huán)形室內(nèi)產(chǎn)生很強的電場，使電子加速，被加速的電子同時在洛倫茲力的作用下沿圓形軌道運動。設(shè)法把高能電子引入靶室，能使其進一步加速。在一個半徑r=0.84 m的電子感應(yīng)加速器中，電子在被加速的4.2 ms內(nèi)獲得的能量為120 MeV。這期間電子軌道內(nèi)的高頻交變磁場是線性變化的，磁通量從零增到1.8 Wb，則電子繞行的圈數(shù)為(    )

A.1.4×105圈                             B.1.4×102圈

C.2.8×102圈                             D.2.8×105圈

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如圖所示，水平面上固定著一個半徑R=0．4m的 光滑環(huán)形軌道，在軌道內(nèi)放入質(zhì)量分別是M=0．2kg和m=0．1kg的小球A和 B（均可看成質(zhì)點），兩球間夾一短彈簧。

（1）開始時兩球?qū)椈蓧嚎s（彈簧的長度相對環(huán)形軌道半徑和周長而言可忽略不計），彈簧彈開后不動，兩球沿軌道反向運動一段時間后又相遇，在此過程中，A球轉(zhuǎn)過的角度θ是多少？

（2）如果壓縮彈簧在松手前的彈性勢能E=1．2J，彈開后小球B在運動過程中受到光滑環(huán)軌道的水平側(cè)壓力是多大？

 

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如圖所示，水平面上固定著一個半徑R=0．4m的 光滑環(huán)形軌道，在軌道內(nèi)放入質(zhì)量分別是M=0．2kg和m=0．1kg的小球A和 B（均可看成質(zhì)點），兩球間夾一短彈簧。

（1）開始時兩球?qū)椈蓧嚎s（彈簧的長度相對環(huán)形軌道半徑和周長而言可忽略不計），彈簧彈開后不動，兩球沿軌道反向運動一段時間后又相遇，在此過程中，A球轉(zhuǎn)過的角度θ是多少？
（2）如果壓縮彈簧在松手前的彈性勢能E=1．2J，彈開后小球B在運動過程中受到光滑環(huán)軌道的水平側(cè)壓力是多大？

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如圖所示，水平面上固定著一個半徑R=0.4 m的光滑圓環(huán)形軌道。在軌道內(nèi)放入質(zhì)量分別是M=0.2 kg和m=0.1 kg的小球A和B（均可看做質(zhì)點），兩球間夾一輕質(zhì)短彈簧（彈簧的長度相對環(huán)形軌道的半徑和周長而言可忽略不計）。

（1）開始時，兩球?qū)⑤p質(zhì)彈簧壓縮，釋放后，彈簧不動，兩球沿軌道反方向運動一段時間后又第一次相遇。在此過程中，A球轉(zhuǎn)過的角度θ是多少？

（2）如果壓縮彈簧在彈開前儲存的彈性勢能E=1.2 J，彈開后小球B在運動過程中受到的向心力是多大？

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一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。

題 號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答 案

CD

AC

D

AB

C

BD

AD

BC

ABC

BC

 

二、本題共3小題，共14分。

11.（1）左；  （2分）   （2）大  （2分）

12.（1）小于；  （2分）  （2）9.4  （2分）

13.（1）R1；  （2分）  （2）見答圖1；（2分）
（3）BD  （2分）

三、本題共7小題，共56分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

14.（7分）

解：（1）金屬桿剛進入磁場切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=Blv，…………………（1分）

根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過電阻R的電流大小I= =0.5A…………………（2分）

（2）M、N兩端電壓為路端電壓，則UMN=IR=0.4V…………………………………(2分)

（3）每秒鐘重力勢能轉(zhuǎn)化為電能E=（R+r）t =0.25J…………………………（2分）

15.（7分）

解：（1）帶電粒子勻速通過場區(qū)時受到的電場力與洛侖茲力平衡，qE=qv0B，解得磁感應(yīng)強度……………………………………………………………………（2分）

（2）電子通過電場區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離……………………………………（2分）

（3）設(shè)粒子運動到下極板時的動能大小為Ek，根據(jù)動能定理

    q?2E?d = Ek-………………………………………………………………（1分）

解得Ek =………………………………………………………………………（2分）

16．（8分）

解：（1）油滴速度為時所受阻力=k,

油滴向下勻速運動時，重力與阻力平衡，有=mg……………………………………（1分）

…………………………………………………………………………（1分）

則…………………………………………………………………………（2分）

（2）設(shè)油滴所帶電荷量為q，油滴受到的電場力F電，

油滴向上勻速運動時，阻力向下，油滴受力平衡，………………（2分）

則油滴所帶電荷量 ………………………………………………（2分）

17.（8分）

解：（1）在0～0.3s時間內(nèi)感應(yīng)電動勢……………（1分）

在0.3～0.5s時間內(nèi)感應(yīng)電動勢………………………（1分）

（2）在0～0.3s時間內(nèi)………（1分）

在0.3～0.5s時間內(nèi)…………（1分）

i-t圖象如答圖2所示�！�1分）

（3）在0～0.3s時間內(nèi)，圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量……（1分）

在0.3～0.5s時間內(nèi)，圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量  ……（1分）在0～10s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量Q=20(Q1+Q2)=9.42×10-2J…………………………（1分）

說明：其他解法正確也得分，數(shù)值計算問題不重復(fù)扣分。

 

 

18.（8分）

解：（1）電子打到熒光屏上時速度的大小等于它飛出加速電場的速度大小，設(shè)為v,由動能定理………（1分）

解得……………………………………（2分）

（2）當磁感應(yīng)強度為峰值B0時，電子束有最大偏轉(zhuǎn)，在熒光屏上打在Q點，。電子運動軌跡如答圖3所示，設(shè)此時的偏轉(zhuǎn)角度為θ，由幾何關(guān)系可知，

，……………………………（1分）

根據(jù)幾何關(guān)系，電子束在磁場中運動路徑所對圓心角α=θ，而…………………（1分）

由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得evB0=mv2/R………………………………………（1分）

解得…………………………………………………………………………（2分）

19.（9分）

解：（1）電場力F電與洛侖茲力f洛大小之比……………………（2分）

（2）電場力與場強方向相同，洛侖茲力與磁感應(yīng)強度方向（即場強方向）垂直，帶電質(zhì)點受電場力和洛侖茲力的合力與重力平衡，故磁場和電場方向與yOz平面平行，與-y方向成53°斜向下，方向如答圖4所示。

(qE)2+(qv0B)2=(mg)2……………………………（1分）

解得q=2.0×10-5C……………………………………（2分）

（3）撤去磁場后，帶電質(zhì)點在沿x軸方向上做勻速直線運動，經(jīng)過時間t=0.20s,沿x軸方向上的位移x=v0t=20m………………………………………………………………（1分）

帶電質(zhì)點受恒定合力，其大小等于洛侖茲力，方向與洛侖茲力方向相反。由幾何關(guān)系可知質(zhì)點受合力方向與+y方向成37°斜向下。

質(zhì)點的加速度，

位移s在y軸方向的分量y=scos37°=9.6cm，………………………………………（1分）

在z軸方向的分量z=-ssin37°=－7.2cm。………………………………………………（1分）

所以，經(jīng)過時間t=0.2s帶電質(zhì)點的位置為（20m，9.6cm，－7.2cm）……………（1分）

20.（9分）

解：(1)磁流體發(fā)電機電動勢E=Bdv ……………………………………………………(1分)

用左手定則判斷出正離子向N板偏轉(zhuǎn)，因此N板的電勢高…………………………(1分)

(2)兩板間海水的電阻，回路中的電流……………………………(1分)

磁場對管道內(nèi)海水的作用力F磁=BId

解得F磁=……………………………………………………………………… (1分)

方向與v方向相反(水平向東) ……………………………………………………………(1分)

(3)在t時間內(nèi)管道中海水移動的距離為s=vt …………………………………………(1分)

在t時間內(nèi)克服摩擦阻力的功W1=kvs，克服磁場力做功W2=F磁s ………………(1分)

在t時間內(nèi)磁流體發(fā)電機消耗的總機械能E=W1+W2=……… (2分)

 


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