试题  
高中数学
小学

数学 语文 英语

初中

数学 语文 英语 物理 化学 生物 地理 历史 思品

高中

数学 语文 英语 物理 化学 生物 地理 历史 政治

  • （2012?福建）如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心．一质量为m、带电荷量为q（q0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动．已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，其中T0=2πmqB0．设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略．（1）在t=0到t=T0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；（2）在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等．试求t=T0到t=1.5T0这段时间内：①细管内涡旋电场的场强大小E；②电场力对小球做的功W．试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      （2012?福建）如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心．一质量为m、带电荷量为q（q0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动．已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，其中T0=
      2πm
      qB0
      ．设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略．
      （1）在t=0到t=T      0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；
      （2）在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等．试求t=T      0到t=1.5T0这段时间内：
      ①细管内涡旋电场的场强大小E；
      ②电场力对小球做的功W．

      试题解答

      见解析
      解：（1）在t=0到t=T0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，说明洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有
      qv      0B0=m
      v
      2
      0
      r

      解得
      v      0=
      qB0r
      m

      （2）①根据法拉第电磁感应定律，感应电动???为：U=
      S△B
      △t
      =πr2?
      B0
      1
      2
      T0
      =
      2πr2B0
      T0

      电势差与电场强度的关系，有：U=E?2πr
      由上面两式解得
      E=
      U
      2πr
      =
      r B0
      T0

      其中：      T0=
      2πm
      qB0

      故：E=
      qr0B
      2
      0
      2πm

      ②电场力为：F=Eq=
      r B0q
      T0
      ；
      根据牛顿第二定律，有
      F=ma
      解得
      a=
      r B0q
      mT0

      物体的末速度为：v=v      0+at=
      qB0r
      m
      +
      r B0q
      mT0
      ?
      T0
      2
      =
      3qB0r
      2m

      根据动能定理，电场力做的功为：W=
      1
      2
      mv2-
      1
      2
      mv
      2
      0
      =
      5q2B
      2
      0
      r2
      8m
      ；
      答：（1）在t=0到t=T      0这段时间内，小球的速度大小为
      qB0r
      m
      ；
      （2）在t=T      0到t=1.5T0这段时间内：
      ①细管内涡旋电场的场强大小E为
      qr0B
      2
      0
      2πm
      ；
      ②电场力对小球做的功W为
      5q2B
      2
      0
      r2
      8m
      ．
      标签
      选修2-1人教版解答题高中物理

    电磁场相关试题

    MBTS ©2010-2016 edu.why8.cn