如圖(a)所示,在“用DIS研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”的實(shí)驗(yàn)中,M、N是通電螺線管軸線上的兩點(diǎn),且這兩點(diǎn)到螺線管中心的距離相等.用磁傳感器測量軸線上M、N之間各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小,并將磁傳感器頂端與M點(diǎn)的距離記作x.

(1)如果實(shí)驗(yàn)操作正確,得到的B-x圖線應(yīng)是圖(b)中的
B
B

(2)由實(shí)驗(yàn)可知,通電螺線管中沿軸線上各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度有許多特點(diǎn),請寫出其中一條
磁感應(yīng)強(qiáng)度對稱分布(管內(nèi)中部磁場近似為勻強(qiáng)磁場等)
磁感應(yīng)強(qiáng)度對稱分布(管內(nèi)中部磁場近似為勻強(qiáng)磁場等)
分析:(1)從外部逐漸靠近螺線管兩端時(shí),磁場逐漸增強(qiáng),在螺線管內(nèi)部,磁場基本上是勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大于螺線管端點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,螺線管的磁場關(guān)于中點(diǎn)對稱,分析各圖示,找出符合螺線管實(shí)際的圖象.
(2)根據(jù)B-x圖象分析通電螺線管的磁場特點(diǎn).
解答:解:(1)從外部逐漸靠近螺線管兩端時(shí),磁場逐漸增強(qiáng),在螺線管內(nèi)部,磁場基本上是勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大于螺線管端點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,螺線管的磁場關(guān)于中點(diǎn)對稱,由圖示可知,圖象B正確;
(2)由圖象B可知,螺線管的磁場特點(diǎn)是:軸線上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨x先增大后減小,
通電螺線管中軸線上中心兩側(cè)對稱點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小基本相等,
通電螺線管中軸線上中間有一段各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小基本不變,為勻強(qiáng)磁場.
故答案為:(1)B  (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度對稱分布(管內(nèi)中部磁場近似為勻強(qiáng)磁場等)
點(diǎn)評:通電螺線管的磁場是由電流產(chǎn)生的,知道螺線管的磁場分布是正確解題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊系列答案
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如圖(a)所示,在直角坐標(biāo)系0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,右側(cè)有一個(gè)以點(diǎn)(3L,0)為圓心,半徑為L的圓形區(qū)域,圓形區(qū)域與x軸的交點(diǎn)分別為M、N.現(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電量為e的電子,從y軸上的A點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向射入電場,飛出電場后恰能從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域,速度方向與x軸夾角30°,此時(shí)圓形區(qū)域加如圖(b)所示周期性變化的磁場(以電子進(jìn)入圓形區(qū)域開始計(jì)時(shí),且磁場方向以垂直于紙面向外為正方向),最后電子運(yùn)動一段時(shí)間后從N點(diǎn)飛出,速度方向與x軸夾角也為30°.求:

(1)電子進(jìn)入圓形區(qū)域時(shí)的速度大;
(2)0≤x≤L區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大;
(3)寫出圓形區(qū)域磁場的變化周期T、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小各應(yīng)滿足的表達(dá)式.

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DIS實(shí)驗(yàn)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn).老師上課時(shí)“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的裝置如圖(a)所示,在某次實(shí)驗(yàn)中,選擇DIS以圖象方式顯示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,所顯示的圖象如圖(b)所示.圖象的橫軸表示小球距D點(diǎn)的高度h,縱軸表示擺球的重力勢能Ep、動能Ek或機(jī)械能E.試回答下列問題:
(1)圖(b)的圖象中,表示小球的重力勢能Ep、動能Ek、機(jī)械能E隨小球距D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線分別是
乙、丙、甲
乙、丙、甲
(按順序填寫相應(yīng)圖線所對應(yīng)的文字).
(2)根據(jù)圖(b)所示的實(shí)驗(yàn)圖象,可以得出的結(jié)論是
在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),在只有重力做功的情況下,小球的機(jī)械能守恒
在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),在只有重力做功的情況下,小球的機(jī)械能守恒

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(2013?廣東)如圖(a)所示,在垂直于勻強(qiáng)磁場B的平面內(nèi),半徑為r的金屬圓盤繞過圓心O的軸轉(zhuǎn)動,圓心O和邊緣K通過電刷與一個(gè)電路連接,電路中的P是加上一定正向電壓才能導(dǎo)通的電子元件.流過電流表的電流I與圓盤角速度ω的關(guān)系如圖(b)所示,其中ab段和bc段均為直線,且ab段過坐標(biāo)原點(diǎn).ω>0代表圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動.已知:R=3.0Ω,B=1.0T,r=0.2m.忽略圓盤、電流表和導(dǎo)線的電阻

(1)根據(jù)圖(b)寫出ab、bc段對應(yīng)I與ω的關(guān)系式
(2)求出圖(b)中b、c兩點(diǎn)對應(yīng)的P兩端的電壓Ub、Uc
(3)分別求出ab、bc段流過P的電流Ip與其兩端電壓Up的關(guān)系式.

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如圖(a)所示,在xOy豎直平面直角坐標(biāo)系中,有如圖(b)所示的隨時(shí)間變化的電場,電場范圍足夠大,方向與y軸平行,取豎直向上為正方向;同時(shí)也存在如圖(c)所示的隨時(shí)間變化的磁場,磁場分布在x1≥x≥0、y1≥y≥-y1的虛線框內(nèi),方向垂直坐標(biāo)平面,并取向內(nèi)為正方向.在t=0時(shí)刻恰有一質(zhì)量為m=4×10-5kg、電荷量q:1×10-4C的帶正電小球以v0=4m/s的初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)沿x軸正向射入場區(qū),并在0.15s時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動,g取10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:精英家教網(wǎng)
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(2)0.3s末小球速度的大小及方向:
(3)為確保小球做完整的勻速圓周運(yùn)動,x1和y1的最小值是多少?

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