在如圖甲所示的半徑為r的豎直圓柱形區(qū)域內(nèi)，存在豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小隨時間的變化關系為B=kt（k>0且為常量）。

（1）將一由細導線構成的半徑為r、電阻為R0的導體圓環(huán)水平固定在上述磁場中，并使圓環(huán)中心與磁場區(qū)域的中心重合。求在T時間內(nèi)導體圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱。

（2）上述導體圓環(huán)之所以會產(chǎn)生電流是因為變化的磁場會在空間激發(fā)渦旋電場，該渦旋電場趨使導體內(nèi)的自由電荷定向移動，形成電流。如圖乙所示，變化的磁場產(chǎn)生的渦旋電場存在于磁場內(nèi)外的廣闊空間中，其電場線是在水平面內(nèi)的一系列沿順時針方向的同心圓（從上向下看），圓心與磁場區(qū)域的中心重合。在半徑為r的圓周上，渦旋電場的電場強度大小處處相等，并且可以用計算，其中?為由于磁場變化在半徑為r的導體圓環(huán)中產(chǎn)生的感生電動勢。如圖丙所示，在磁場區(qū)域的水平面內(nèi)固定一個內(nèi)壁光滑的絕緣環(huán)形真空細管道，其內(nèi)環(huán)半徑為r，管道中心與磁場區(qū)域的中心重合。由于細管道半徑遠遠小于r，因此細管道內(nèi)各處電場強度大小可視為相等的。某時刻，將管道內(nèi)電荷量為q的帶正電小球由靜止釋放（小球的直徑略小于真空細管道的直徑），小球受到切向的渦旋電場力的作用而運動，該力將改變小球速度的大小。該渦旋電場力與電場強度的關系和靜電力與電場強度的關系相同。假設小球在運動過程中其電荷量保持不變，忽略小球受到的重力、小球運動時激發(fā)的磁場以及相對論效應。

若小球由靜止經(jīng)過一段時間加速，獲得動能Em，求小球在這段時間內(nèi)在真空細管道內(nèi)運動的圈數(shù)；

②若在真空細管道內(nèi)部空間加有方向豎直向上的恒定勻強磁場，小球開始運動后經(jīng)過時間t0，小球與環(huán)形真空細管道之間恰好沒有作用力，求在真空細管道內(nèi)部所加磁場的磁感應強度的大小。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：2015-2016學年廣東省汕頭市高二下期中物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應強度大小均為B，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強磁場，磁場寬度均為L.邊長為L的正方形線框abcd的bc邊緊靠磁場邊緣置于桌面上．使線框從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域，若以逆時針方向為電流的正方向，能反映線框中感應電流變化規(guī)律的是圖

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科目：高中物理 來源：2016屆上海市楊浦區(qū)高三上學期期末“3 1”質量調(diào)研物理試卷（解析版） 題型：實驗題

電源的輸出功率P跟外電路的電阻R有關。如圖是研究它們關系的實驗電路。為了便于進行實驗和保護蓄電池，給蓄電池串聯(lián)了一個定值電阻R0，把它們一起看成電源（圖中虛線框內(nèi)部分）。于是電源的內(nèi)電阻就是蓄電池的內(nèi)電阻和定值電阻R0之和，用r表示，電源的電動勢用E表示。

（1）寫出電源的輸出功率P跟E、r、R的關系式_______。（電流表與電壓表都視為理想電表）

（2）下表中給出了6組實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中的方格紙中畫出P-R關系圖線。根據(jù)圖線可知，電源輸出功率的最大值是____W，當時對應的外電阻是____Ω。

I/A

0．20

0．28

0．36

0．44

0．52[

0．60

U/V

3．00

2．60

2．20

1．80

1．40

1．00

（3）由表中所給出的數(shù)據(jù)，若已知跟電源串聯(lián)的定值電阻的阻值為R0＝4．5Ω，還可以求得該電源的電動勢E＝______V，內(nèi)電阻r0＝_______Ω。

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科目：高中物理 來源：2016屆上海市楊浦區(qū)高三上學期期末“3 1”質量調(diào)研物理試卷（解析版） 題型：選擇題

兩點電荷激發(fā)電場所形成的電場線分布如圖所示，A、B是電場線上的兩點，下列判斷正確的是（ ）

A．A、B兩點的電勢相等

B．兩電荷所帶電荷量相等

C．左邊電荷帶負電，右邊電荷帶正電

D．A、B兩點的電場強度大小不等，方向相同

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科目：高中物理 來源：2016屆上海市楊浦區(qū)高三上學期期末“3 1”質量調(diào)研物理試卷（解析版） 題型：選擇題

指南針是我國古代四大發(fā)明之一．關于指南針，下列說法中不正確的是（ ）

A．指南針可以僅具有一個磁極

B．指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾

C．指南針能指向南北，說明地球具有磁場

D．在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導線，導線通電時指南針會偏轉

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科目：高中物理 來源：2016屆北京市海淀區(qū)高三下學期期中理綜物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，銅線圈水平固定在鐵架臺上，銅線圈的兩端連接在電流傳感器上，傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，采集的數(shù)據(jù)可通過計算機處理，從而得到銅線圈中的電流隨時間變化的圖線。利用該裝置探究條形磁鐵從距銅線圈上端某一高度處由靜止釋放后，沿銅線圈軸線豎直向下穿過銅線圈的過程中產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象。兩次實驗中分別得到了如圖甲、乙所示的電流-時間圖線。條形磁鐵在豎直下落過程中始終保持直立姿態(tài)，且所受空氣阻力可忽略不計。則下列說法中正確的是

A．若兩次實驗條形磁鐵距銅線圈上端的高度不同，其他實驗條件均相同，則甲圖對應實驗條形磁鐵距銅線圈上端的高度大于乙圖對應實驗條形磁鐵距銅線圈上端的高度

B．若兩次實驗條形磁鐵的磁性強弱不同，其他實驗條件均相同，則甲圖對應實驗條形磁鐵的磁性比乙圖對應實驗條形磁鐵的磁性強

C．甲圖對應實驗條形磁鐵穿過銅線圈的過程中損失的機械能小于乙圖對應實驗條形磁鐵穿過銅線圈的過程中損失的機械能

D．兩次實驗條形磁鐵穿過銅線圈的過程中所受的磁場力都是先向上后向下

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科目：高中物理 來源：2015-2016學年浙江省高一上學期期末物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖甲所示，質量m=2kg的物塊在平行斜面向上的拉力F作用下從靜止開始沿斜面向上運動，t=0．5s時撤去拉力，利用速度傳感器得到其速度隨時間的變化關系圖象（v-t圖象）如圖乙所示，g取l0m/s2，求：

（1）2s內(nèi)物塊的位移大小s和通過的路程L；

（2）沿斜面向上運動兩個階段加速度大小a1、a2和拉力大小F。

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科目：高中物理 來源：2015-2016學年浙江省高一上學期期末物理試卷（解析版） 題型：選擇題

一汽車原來以大小為10m/s的速度勻速行駛，剎車時做加速度大小為2m/s2的勻減速直線運動，則6秒后其位移的大小為（ ）

A．30m B．25m C．24m D．20m

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科目：高中物理 來源：2016屆四川省高三下“綿陽三診”理綜物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，兩條相同的“L”型金屬導軌LMN、OPQ平行固定且相距d=1m，其水平部分LM、OP在同一水平面上且處于豎直向下、磁感應強度的大小為B1的勻強磁場中，傾斜部分MN、PQ位于與水平面成傾角37°的斜面內(nèi)，且有垂直于斜面向下的、磁感應強度的大小為B2的勻強磁場，并且Bl=B2=0．5T；ab和ef是質量分別為m1=0．2kg、m2=0．4 kg、電阻分別為R1=lΩ和R2=1．5Ω的兩根金屬棒，ab置于水平導軌上，與水平導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0．5，ef置于光滑傾斜導軌上，均與導軌垂直且接觸良好。從t=0時刻起，ab棒在水平外力F1的作用下由靜止開始以a=1m/s2的加速度向右做勻加速直線運動，ef棒在沿斜面向上的力F2的作用下保持靜止狀態(tài)，不計導軌的電阻，ab棒始終在水平導軌上運動，取sin 37°=0．6，cos 37°=0．8，g=10m/s2。求：

（1）t=10s時，ef棒消耗的電功率；

（2）從t=0時刻起，4s內(nèi)通過ab棒的電荷量q；

（3）請判斷Fl、F2的大小在某個時候是否有可能相等，若有可能請求出該時刻；若不可能，請說明理由。

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