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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(dǎo)體置于相同半徑的電場線位置處,導(dǎo)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(yīng)電流,或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。求:

a.環(huán)形導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢E感大小;

b.環(huán)形導(dǎo)體位置處電場強度E大小。

(2)電子感應(yīng)加速器是利用感生電場使電子加速的設(shè)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(yīng)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(shè)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,之間應(yīng)滿足的關(guān)系,請寫出你的證明過程。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

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有一豎直放置的“T”型架,表面光滑,兩個質(zhì)量相同的滑塊A、B分別套在水平桿與豎直桿上,A、B用一不可伸長的輕細繩相連,A、B可看作質(zhì)點,如圖所示,開始時細繩水平伸直,A、B靜止。由靜止釋放B后,已知當細繩與豎直方向的夾角為60°時,滑塊B沿著豎直桿下滑的速度為v,則連接A、B的繩長為

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源:2015-2016學年內(nèi)蒙古高二下學期期中考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

一個小型電熱器若接在輸出電壓為10V的直流電源上,消耗電功率為P;若把它接在某個正弦式交流電源上,其消耗的電功率為.如果電熱器電阻不變,則此交流電源輸出電壓的最大值為(  )

A. 5 B. V C. 10 V D. V

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科目:高中物理 來源:2015-2016學年內(nèi)蒙古高一下學期第三次月考理綜-物理試卷(解析版) 題型:簡答題

輕質(zhì)彈簧原長為2l,將彈簧豎直放置在地面上,在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放,當彈簧被壓縮到最短時,彈簧長度為l。現(xiàn)將該彈簧水平放置,一端固定在A點,另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長度為5l的水平軌道,B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD豎直,如圖所示。物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。用外力推動物塊P,將彈簧壓縮至長度l,然后放開,P開始沿軌道運動,重力加速度大小為g。

(1)若P的質(zhì)量為m,求P到達B點時速度的大小,以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點間的距離;

(2)若P能滑上圓軌道,且仍能沿圓軌道滑下,求P的質(zhì)量的取值范圍。

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科目:高中物理 來源:2015-2016學年內(nèi)蒙古高一下學期第三次月考理綜-物理試卷(解析版) 題型:選擇題

汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動機功率為P,快進入鬧市區(qū)時,司機減小了油門,使汽車的功率立即減小為,并保持此功率繼續(xù)在平直公路上行駛。設(shè)汽車行駛時所受的阻力恒定,則能正確反映從減小油門開始汽車的速度隨時間變化的圖象是(  )

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源:2017屆北京市豐臺區(qū)高三3月綜合練習(一)理綜物理試卷(解析版) 題型:選擇題

最近北京的馬路邊出現(xiàn)了某種新型的共享單車,如圖甲所示,這種單車外觀結(jié)構(gòu)簡單,沒有鏈條,但單車質(zhì)量比普通自行車大,達到了25 kg。如圖乙所示,單車的車鎖內(nèi)集成了嵌入式芯片、GPS模塊和SIM卡等,便于監(jiān)控單車在路上的具體位置, 實現(xiàn)防盜。同時手機APP上有定位系統(tǒng),也能隨時了解單車的實時位置;手機還可以通過掃描二維碼自動開鎖,關(guān)鎖后APP就顯示計時、計價等信息。此外,單車能夠在騎行過程中為車內(nèi)電池充電,滿足定位和自動開鎖等過程中的用電。根據(jù)以上信息下列說法不正確是

A. 單車比普通自行車運動狀態(tài)更容易改

B. 單車某個時刻的準確位置信息是借助通訊衛(wèi)星定位確定的

C. 單車是利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)充電的

D. 單車和手機之間是利用電磁波傳遞信息的

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科目:高中物理 來源:2017屆北京市豐臺區(qū)高三3月綜合練習(一)理綜物理試卷(解析版) 題型:選擇題

根據(jù)盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型解釋α粒子散射實驗,使極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是

A. 原子核對α粒子的庫侖引力 B. 原子核對α粒子的庫侖斥力

C. 核外電子對α粒子的庫侖引力 D. 核外電子對α粒子的庫侖斥力

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科目:高中物理 來源:2016-2017學年四川省成都市北湖校區(qū)高一3月月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,B和C是一組塔輪,即B和C半徑不同,但固定在同一轉(zhuǎn)動軸上,其半徑之比為RB∶RC=3∶2,A輪的半徑大小與C輪相同,它與B輪緊靠在一起,當A輪繞過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動時,由于摩擦作用,B輪也隨之無滑動地轉(zhuǎn)動起來。a、b、c分別為三輪邊緣的三個點,則a、b、c三點在運動過程中的(  )

A. 線速度大小之比為3∶2∶2 B. 角速度大小之比為3∶3∶2

C. 轉(zhuǎn)速之比為2∶3∶2 D. 向心加速度大小之比為9∶6∶4

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科目:高中物理 來源:2016-2017學年山西省高一3月月考物理試卷(解析版) 題型:簡答題

如圖所示,半徑R=0.5m的光滑圓環(huán)上套有一質(zhì)量為m=0.1kg的小環(huán),當圓環(huán)繞著過環(huán)心的豎直軸勻速旋轉(zhuǎn)時,若環(huán)每秒鐘恰好轉(zhuǎn)過2圈,求小環(huán)偏離圓環(huán)最低點的高度h。(取g≈π2)

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