【題目】麥克斯韋電磁理論認為:變化的磁場會在其周圍空間激發(fā)一種電場,這種電場與靜電場不同,稱為感生電場或渦旋電場,如圖甲所示。
(1)若圖甲中磁場B隨時間t按B=B0+kt(B0、k均為正常數(shù))規(guī)律變化,形成渦旋電場的電場線是一系列同心圓,單個圓上形成的電場場強大小處處相等。將一個半徑為r的閉合環(huán)形導體置于相同半徑的電場線位置處,導體中的自由電荷就會在感生電場的 作用下做定向運動,產(chǎn)生感應電流,或者說導體中產(chǎn)生了感應電動勢。求:
a.環(huán)形導體中感應電動勢E感大;
b.環(huán)形導體位置處電場強度E大小。
(2)電子感應加速器是利用感生電場使電子加速的設備。它的基本原理如圖乙所示,圖的上部分為側(cè)視圖,上、下為電磁鐵的兩個磁極,磁極之間有一個環(huán)形真空室,電 子在真空室中做圓周運動。圖的下部分為真空室的俯視圖,電子從電子槍右端逸出,當電磁鐵線圈電流的大小與方向變化滿足相應的要求時,電子在真空室中沿虛線圓軌跡運動,不斷地被加速。
若某次加速過程中,電子圓周運動軌跡的半徑為R,圓形軌跡上的磁場為B1,圓形軌跡區(qū)域內(nèi)磁場的平均值記為(由于圓形軌跡區(qū)域內(nèi)各處磁場分布可能不均勻,即為穿過圓形軌道區(qū)域內(nèi)的磁通量與圓的面積比值)。電磁鐵中通有如圖丙 所示的正弦交變電流,設圖乙裝置中標出的電流方向為正方向。
a.在交變電流變化一個周期的時間內(nèi),分析說明電子被加速的時間范圍;
b.若使電子被控制在圓形軌道上不斷被加速,與之間應滿足的關系,請寫出你的證明過程。
【答案】(1) a. b. (2)a.第一個四分之一周期加速 b.
【解析】(1)a.
所以:
b.由
所以:
(2)a.B1和 是由同一個電流產(chǎn)生的,因此磁場方向總相同;由圖2可知:B1處的磁場方向向上才可能提供做圓周運動的向心力(時間0-T/2);由圖2可知:感生電場的電場線方向順時針電子才可能加速,所以
可以是向上增強(時間0-T/4)或向下減弱(時間3T/4-T);綜上三點可知:磁場向上增強才能滿足在圓周上的加速,因此根據(jù)圖3可知只能在第一個四分之一周期加速.
b.做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供:設某時刻電子運動的速度為v,則:
由(1)中的b結(jié)論可得,此時軌道處的感應電場強度大小為 ,
則
所以:
因為t時:B1=0、B2=0,所以
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【題目】如圖,一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,振幅為2cm,波速為2m/s.在波的傳播方向上兩質(zhì)點a、b的平衡位置相距0.4m(小于一個波長),當質(zhì)點a在波峰位置時,質(zhì)點b在x軸下方與x軸相距1cm的位置.則
A. 此波的周期可能為0.6s
B. 此波的周期可能為1.2s
C. 從此時刻起經(jīng)過0.5s,b點可能在波谷位置
D. 從此時刻起經(jīng)過0.5s,b點可能在波峰位置
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【題目】關于運動的合成有下列說法,不正確的是 ( )
A. 合運動的位移為分運動位移的矢量和
B. 合運動的速度為分運動速度的矢量和
C. 合運動的加速度為分運動加速度的矢量和
D. 合運動的時間為分運動的時間之和
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【題目】許多科學家在物理學發(fā)展中做出了重要貢獻,下列表述中錯誤的是( )
A. 安培提出了磁場對運動電荷的作用力公式
B. 法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象
C. 楞次總結(jié)出了判斷感應電流方向的楞次定律
D. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應
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【題目】關于靜電的利用與防范,下列說法不正確的是
A. 安裝避雷針可使建筑物免遭雷擊
B. 靜電復印機的工作過程實際上和靜電完全無關
C. 用靜電噴漆的方法給汽車噴涂油漆,既省漆又均勻
D. 油罐車在運輸過程中會產(chǎn)生靜電,車后拖一鐵鏈,能及時把靜電導走
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【題目】如圖所示,是水平面,是斜面,初速為的物體從點出發(fā)沿滑動到頂點時速度剛好為零.如果斜面改為,讓該物體從點出發(fā)沿滑動到點且速度剛好為零(不計轉(zhuǎn)彎處的機械能損失),則物體具有的初速度(已知物體與路面之間的動摩擦因數(shù)處處相同且不為零)
A. 大于 B. 等于
C. 小于 D. 取決于斜面的傾角
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【題目】如圖所示,a、b、c三個物體在同一條直線上運動,其位移與時間的關系圖象中,圖線c是一條x=0.4t2的拋物線.有關這三個物體在0~5s內(nèi)的運動,下列說法正確的是( )
A.a物體做勻加速直線運動
B.c物體做勻加速直線運動
C.t=5s時,a物體速度比c物體速度大
D.a、b兩物體都做勻速直線運動,且速度相同
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【題目】下列說法中正確的是
A. 穿過線圈的磁通量變化越大,感應電動勢就越大
B. 穿過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢就越大
C. 穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢就越大
D. 穿過線圈的磁通量為零,感應電動勢也一定為零
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