質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的絕緣小球,穿在半徑為r的光滑圓形軌道上,軌道平面水平.空間有分布均勻且隨時(shí)間變化的磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向豎直向上,如圖甲所示.磁感應(yīng)強(qiáng)度B(t)的變化規(guī)律如圖乙所示.

(1)若圓環(huán)由金屬材料制成,求圓環(huán)上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小;

(2)若圓環(huán)由絕緣材料制成,已知在t＜T內(nèi),圓環(huán)處的感應(yīng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向是沿順時(shí)針并指向圓環(huán)的切線方向、大小為E′=,t=0時(shí)刻小球靜止.求t＞T時(shí),軌道對(duì)小球的作用力F的大小(小球重力不計(jì)).

(1)t＜T時(shí),E=πr2B0/T  t≥T時(shí),E=0

(2)F=q2rB02/4m

解析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律

E=n=nS

有E=S

t＜T時(shí),=,S=πr2

故E=πr2B0/T

t≥T時(shí),=0,故E=0.

(2)在t＜T時(shí),小球在圓環(huán)切線上的運(yùn)動(dòng)可等效為勻加速直線運(yùn)動(dòng),則T時(shí)刻小球的速度為v1,由動(dòng)量定理有

qE′T=mv1,E′=,v1=T=.

又由牛頓第二定律有：

qvB-F=m,F=.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子，從兩平行電極板正中央垂直電場(chǎng)線和磁感線以速度v飛入．已知兩極間距為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，這時(shí)粒子恰能沿直線穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域．今將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到某值，則粒子將落到極板上．已知粒子重力不計(jì)，則粒子落到極板上時(shí)的動(dòng)能為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，有一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），自豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的P點(diǎn)靜止下落．在P點(diǎn)正下方距離h處有一彈性絕緣擋板S（擋板不影響勻強(qiáng)電場(chǎng)的分布），小球每次與擋板S相碰后電荷量均減少到碰前的k倍（k＜1），而碰撞過程中小球的機(jī)械能不損失．
（1）設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中，擋板S處電勢(shì)φS=0，則電場(chǎng)中P 點(diǎn)的電勢(shì)φP為多少？下落前小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能EP為多少？
（2）小球從P點(diǎn)出發(fā)后到第一次速度變?yōu)榱愕倪^程中電場(chǎng)力對(duì)小球做了多少功？
（3）求在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，小球距離擋板的最大距離l．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示：光滑絕緣桿豎直放置，它與以正電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點(diǎn)，質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無初速下滑，已知q＜Q，AB=h，小球滑到B點(diǎn)的速度大小為
3
2
gh
，求：
（1）小球從A到B過程中電場(chǎng)力做的功；
（2）A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖9-3所示，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入，當(dāng)入射速度為v時(shí)，恰好穿過電場(chǎng)而不碰金屬板.要使粒子的入射速度變?yōu)関/2，仍能恰好穿過電場(chǎng)，則必須再使（    ）

圖9-3

A.粒子的電荷量變?yōu)樵瓉淼?/4             B.兩板間電壓減為原來的1/2

C.兩板間距離增為原來的4倍                D.兩板間距離減為原來的1/2

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科目：高中物理 來源：湖北省模擬題 題型：不定項(xiàng)選擇

質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(忽略重力)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，形成空間環(huán)形電流．已知粒子的運(yùn)動(dòng)速率為v、半徑為R、周期為T，環(huán)形電流的大小為I.則下面說法中正確的是
[     ]
A．該帶電粒子的比荷為
B．在時(shí)間t內(nèi)，粒子轉(zhuǎn)過的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為
C．當(dāng)速率v增大時(shí)，環(huán)形電流的大小I保持不變
D．當(dāng)速率v增大時(shí)，運(yùn)動(dòng)周期T變小

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同步練習(xí)冊(cè)答案