分析 (1)根據法拉第電磁感應定律,結合閉合電路歐姆定律,及焦耳定律,即可求解;
(2)根據題意,求得渦旋電場,再確定電場力的大小,依據動能定理,從而求解運動的圈數;
(3)再由運動的合成與分解,結合運動學公式與牛頓第二定律,即可求解.
解答 解:(1)導體圓環(huán)內的磁通量發(fā)生變化,將產生感生電動勢,根據法拉第電磁感應定律,感生電動勢為:
E=△∅△t=△B•S△t=πr2k
導體圓環(huán)內感生電流為:
I=ER0=πr2kR0
在T時間內導體圓環(huán)產生的焦耳熱為:
Q=I2R0T
解得:Q=Tπ2k2r4R0
(2)根據題意可知,磁場變化將在真空管道處產生渦旋電場,該電場的電場強度為:
E電=E2πr=kr2
小球在該電場中受到電場力的作用,電場力的大小為:
F=E電q=kqr2
電場力的方向與真空管道相切,即與速度方向始終相同,小球將會被加速,動能變大.
設小球由靜止到其動能為Em的過程中,小球運動的路程為s,根據動能定理有:
Fs=Em
小球運動的圈數為:N=s2πr
解得:N=Emkqπr2
(3)小球的切向加速度大小為:a=Fm=kqr2m
由于小球沿速度方向受到大小恒定的電場力,所以經過時間t0,小球的速度大小v滿足:v=at0
小球沿管道做圓周運動,因為小球與管道之間沒有相互作用力,
所以,小球受到的洛倫茲力提供小球的向心力,設所加磁場的磁感應強度為B0,
則有:qvB0=mv2r
解得真空細管道內部所加磁場的磁感應強度的大小為:B0=12kt0;
答:(1)在T時間內導體圓環(huán)產生的焦耳熱Tπ2k2r4R0;
(2)小球在這段時間內在真空細管道內運動的圈數Emkqπr2;
(3)在真空細管道內部所加磁場的磁感應強度的大小12kt0.
點評 考查電磁學與力學綜合運用的內容,掌握法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律與焦耳定律的應用,理解動能定理及牛頓運動定律,注意電場強度與電動勢的符號區(qū)別,及用E渦=?2πr 計算出其電場強度是解題的突破口.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 使兩物體的質量各減少一半,距離增加一倍 | |
B. | 使兩物體間距離變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{2},質量各減為原來的\frac{1}{4}$ | |
C. | 使其中一個物體質量減為原來的12,距離減為原來的12 | |
D. | 使兩物體質量及它們之間的距離都減為原來的14 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物質波是一種概率波,在微觀物理學中可以用“軌跡”來描述粒子的運動 | |
B. | 盧瑟福的α粒子放射實驗可以估算原子核的大小 | |
C. | 按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,電子要吸收光子,電子的動能減小 | |
D. | 發(fā)生一次β衰變,該原子外層就失去一個電子 | |
E. | 電子束通過鋁箔時的折射圖樣證實了運動電子具有波動性 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | λ1=λ2λ3λ2−λ3 | B. | λ1=λ2λ3λ2+λ3 | ||
C. | λ1=2λ2=3λ3 | D. | λ1=λ2-λ3 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電子的發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子是可以分割的 | |
B. | 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子是可以分割的 | |
C. | 光電效應表明光具有波動性 | |
D. | α粒子散射實驗支持了原子的棗糕模型 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | a處為壓力,b處為壓力 | B. | a處為拉力,b處為拉力 | ||
C. | a處為壓力,b處為拉力 | D. | a處和b處的作用力都為零 |
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