(2)变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示,空间存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为 B0,磁场区域半径为R。一半径为r的圆形导线环放置在纸面内,其圆心O与圆形磁场区域的中心重合。如果磁感应强度B随时间t的变化关系为 其中k为大于0的常量。求圆形导线环中的感应电动势E2的大小。
(3)电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置,电源的电动势是电源内部非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。已知电子的电荷量为e。求上述金属棒中电子所受到的非静电力F₁的大小和导线环中电子所受到的非静电力F2的大小。
...
(1)如图1所示,在匀强电场中,将电荷量 的点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做功
,再从B点移到C点,静电力做功
。已知电场的方向与△ABC所在的平面平行。
①求A、B两点间的电势差 UAB和B、C两点间的电势差;
②如果规定 B点的电势为0,求A点和C点的电势;
③请在图中画出过B点的电场线方向,并说明理由;
(2)如图2所示,电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距 2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。已知静电力常量为k,若图中A点的电场强度为0,求B点的电场强度。
...
如图所示,空间中有宽度为d的匀强磁场区域,一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度射入磁场,穿出磁场时的速度方向与原入射方向的夹角θ=60°。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计重力。求:
(1)通过作图,确定电子做圆周运动时圆心的位置;
(2)电子进入磁场的速度大小v;
(3)电子穿越磁场的时间t;
(4)电子穿越磁场过程中洛伦兹力冲量的大小I。
...
(1)不计环境阻力,求绳系卫星在轨道上绕地球中心运行速度的大小v;
(2)考虑环境阻力并设其大小恒为f、方向总垂直于导体绳,为使卫星保持在原轨道上,设想在导体绳上串联接入一电动势恒定的电源,如图所示。该电源、导体绳及附近的电离层可视为闭合电路,电路等效总电阻为r,此时在电源和感应电动势的共同作用下,导体绳所受安培力恰好克服环境阻力。
a.说明导体绳中电流方向及导体绳所受安培力方向;
b.求接入电源的电动势E。
...
(1)求dc边刚进入磁场时,线框中感应电动势的大小;
(2)求dc边刚进入磁场时,ab边的瞬时电功率;
(3)若导线框能够完全通过磁场区域并继续运动,请在图乙中定性画出导线框所受安培力大小F随时间t变化的图像,并说明安培力随时间变化的原因。
...
(1)两极板间不加电压,只利用磁场使离子发生偏转,若恰好所有离子均被图1中的吞噬板吞噬,求磁场的磁感应强度的大小B。
(2)以下极板左端点为坐标原点建立坐标系,沿板建立x轴,垂直板建立y轴,如图1所示。假设离子在混合粒子束中是均匀分布的,单位时间内通过y轴单位长度进入电场的离子数为n。在两极板间加电压U,恰好所有离子均被吸附在下极板。
a.求极板的长度L,并分析落在x轴上坐标为范围内的离子,进入电场时通过y轴的坐标范围。
b.离子落在极板上的数量分布呈现一定的规律,若单位时间内落在下极板x位置附近单位长度上的离子数量为,求
随x变化的规律,在图2中作出
图像,说明图线与横轴所围面积的物理意义。(若
远小于x,则
)
...
(1)求杆ab刚进入磁场区域时,受到的安培力F的大小和方向。
(2)求过山车通过磁场区域的过程中,电路中产生的焦耳热Q。
(3)求磁力刹车阶段过山车加速度大小a的变化范围。为使过山车加速度的大小不超过a₀,磁感应强度的大小应满足什么条件?
...
(1)求开始减速时:
①导体棒两端的电压U。
②安培力的功率P。
(2)在制动过程中,列车还会受到轨道和空气阻力的作用,为了研究问题方便,设这些阻力总和大小恒定,对应于棒受到的大小恒定的摩擦阻力f,在金属棒的速度从v0减至的过程中,金属棒的位移大小为x。求该过程中电路中产生的焦耳热Q。
...
如图甲所示,匝的线圈(图中只画了2匝),电阻
,其两端与一个
的电阻相连,线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
(1)判断通过电阻的电流方向;
(2)求线圈产生的感应电动势;
(3)求电阻两端的电压
。
...
(1)情境1:物体从静止开始下落,除受到重力作用外,还受到一个与运动方向相反的空气阻力(k为常量)的作用。其速率v随时间t的变化规律可用方程
(①式)描述,其中m为物体质量,G为其重力。求物体下落的最大速率
。
(2)情境2:如图1所示,电源电动势为E,线圈自感系数为L,电路中的总电阻为R。闭合开关S,发现电路中电流I随时间t的变化规律与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。类比①式,写出电流I随时间t变化的方程;并在图2中定性画出I - t图线。
(3)类比情境1和情境2中的能量转化情况,完成下表。
情境1 | 情境2 |
物体重力势能的减少量 | |
物体动能的增加量 | |
电阻R上消耗的电能 |
...
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