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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化關(guān)系為B=kt（k>0且為常量）。

（1）將一由細(xì)導(dǎo)線構(gòu)成的半徑為r、電阻為R0的導(dǎo)體圓環(huán)水平固定在上述磁場(chǎng)中，并使圓環(huán)中心與磁場(chǎng)區(qū)域的中心重合。求在T時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱。

（2）上述導(dǎo)體圓環(huán)之所以會(huì)產(chǎn)生電流是因?yàn)樽兓拇艌?chǎng)會(huì)在空間激發(fā)渦旋電場(chǎng)，該渦旋電場(chǎng)趨使導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷定向移動(dòng)，形成電流。如圖乙所示，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦旋電場(chǎng)存在于磁場(chǎng)內(nèi)外的廣闊空間中，其電場(chǎng)線是在水平面內(nèi)的一系列沿順時(shí)針方向的同心圓（從上向下看），圓心與磁場(chǎng)區(qū)域的中心重合。在半徑為r的圓周上，渦旋電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，并且可以用計(jì)算，其中?為由于磁場(chǎng)變化在半徑為r的導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)。如圖丙所示，在磁場(chǎng)區(qū)域的水平面內(nèi)固定一個(gè)內(nèi)壁光滑的絕緣環(huán)形真空細(xì)管道，其內(nèi)環(huán)半徑為r，管道中心與磁場(chǎng)區(qū)域的中心重合。由于細(xì)管道半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于r，因此細(xì)管道內(nèi)各處電場(chǎng)強(qiáng)度大小可視為相等的。某時(shí)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(xì)管道的直徑），小球受到切向的渦旋電場(chǎng)力的作用而運(yùn)動(dòng)，該力將改變小球速度的大小。該渦旋電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系和靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系相同。假設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中其電荷量保持不變，忽略小球受到的重力、小球運(yùn)動(dòng)時(shí)激發(fā)的磁場(chǎng)以及相對(duì)論效應(yīng)。

若小球由靜止經(jīng)過一段時(shí)間加速，獲得動(dòng)能Em，求小球在這段時(shí)間內(nèi)在真空細(xì)管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)；

②若在真空細(xì)管道內(nèi)部空間加有方向豎直向上的恒定勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小球開始運(yùn)動(dòng)后經(jīng)過時(shí)間t0，小球與環(huán)形真空細(xì)管道之間恰好沒有作用力，求在真空細(xì)管道內(nèi)部所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2015-2016學(xué)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(yīng)強(qiáng)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(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度均為L.邊長為L的正方形線框abcd的bc邊緊靠磁場(chǎng)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(chǎng)區(qū)域，若以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍芊从尘�框中感應(yīng)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(xué)期期末“3 1”質(zhì)量調(diào)研物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

電源的輸出功率P跟外電路的電阻R有關(guān)。如圖是研究它們關(guān)系的實(shí)驗(yàn)電路。為了便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和保護(hù)蓄電池，給蓄電池串聯(lián)了一個(gè)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(dòng)勢(shì)用E表示。

（1）寫出電源的輸出功率P跟E、r、R的關(guān)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(shí)驗(yàn)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(guān)系圖線。根據(jù)圖線可知，電源輸出功率的最大值是____W，當(dāng)時(shí)對(duì)應(yīng)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(dòng)勢(shì)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(xué)期期末“3 1”質(zhì)量調(diào)研物理試卷（解析版） 題型：選擇題

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

A．A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

B．兩電荷所帶電荷量相等

C．左邊電荷帶負(fù)電，右邊電荷帶正電

D．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)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(xué)期期末“3 1”質(zhì)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(guān)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(gè)磁極

B．指南針的指向會(huì)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(chǎng)

D．在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時(shí)指南針會(huì)偏轉(zhuǎn)

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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(xué)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(tái)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(jì)算機(jī)處理，從而得到銅線圈中的電流隨時(shí)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(yīng)現(xiàn)象。兩次實(shí)驗(yàn)中分別得到了如圖甲、乙所示的電流-時(shí)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(jì)。則下列說法中正確的是

A．若兩次實(shí)驗(yàn)條形磁鐵距銅線圈上端的高度不同，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，則甲圖對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)條形磁鐵距銅線圈上端的高度大于乙圖對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)條形磁鐵距銅線圈上端的高度

B．若兩次實(shí)驗(yàn)條形磁鐵的磁性強(qiáng)弱不同，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，則甲圖對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)條形磁鐵的磁性比乙圖對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)條形磁鐵的磁性強(qiáng)

C．甲圖對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)條形磁鐵穿過銅線圈的過程中損失的機(jī)械能小于乙圖對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)條形磁鐵穿過銅線圈的過程中損失的機(jī)械能

D．兩次實(shí)驗(yàn)條形磁鐵穿過銅線圈的過程中所受的磁場(chǎng)力都是先向上后向下

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科目：高中物理 來源：2015-2016學(xué)年浙江省高一上學(xué)期期末物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，質(zhì)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(yùn)動(dòng)，t=0．5s時(shí)撤去拉力，利用速度傳感器得到其速度隨時(shí)間的變化關(guān)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(yùn)動(dòng)兩個(gè)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(xué)年浙江省高一上學(xué)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(shí)做加速度大小為2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，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(jì)算題

如圖所示，兩條相同的“L”型金屬導(dǎo)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(yīng)強(qiáng)度的大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(yīng)強(qiáng)度的大小為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并且Bl=B2=0．5T；ab和ef是質(zhì)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(dǎo)軌上，與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．5，ef置于光滑傾斜導(dǎo)軌上，均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。從t=0時(shí)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(yùn)動(dòng)，ef棒在沿斜面向上的力F2的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，ab棒始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，取sin 37°=0．6，cos 37°=0．8，g=10m/s2。求：

（1）t=10s時(shí)，ef棒消耗的電功率；

（2）從t=0時(shí)刻起，4s內(nèi)通過ab棒的電荷量q；

（3）請(qǐng)判斷Fl、F2的大小在某個(gè)時(shí)候是否有可能相等，若有可能請(qǐng)求出該時(shí)刻；若不可能，請(qǐng)說明理由。

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