磁感应强度为B的均匀磁场垂直XY平面
电磁感应-习题课
20 20 2a 2a
2 2a2
24.一半径为R的无限长柱形导体上均匀流有电流I,该
导体材料的磁导率为μ0,则在导体轴线上一点的磁场
能量密度wmo= 0 ;在与导体轴线相距r处.(r<R)的
磁场能量密度wmr=
.
I 2r2
H I 1 ( I r 2 ) Ir
2r 2r R 2
(A) 1.5×106V/m; (B)1.5×108V/m; (C)3.0×106V/m; (D)3.0×108V/m.
1 2
0
E
2
B2
20
[B
]
E cB
22.有两个长直密绕螺线管,长度及线圈匝数均相同,半
径分别为r1和r2,管内充满均匀介质,其磁导率分别为μ1
和μ2,设r1 :r2 = 1 :2 , μ1:μ2 =2:1,其自感之比
杆的一端接一个N匝的矩形线圈,线圈的一部分在均匀
磁场B中,设杆的微小振动规律为 x A cost 线圈
随杆振动时,线圈中的感应电动势为
.
i
N
d dt
N
d (Bbx) dt
NBbAsin
t
6.如图所示,电量Q均匀分布在一半径为R、长为
L(L>>R)的绝缘长圆筒上,一单匝矩形线圈的一条边与
圆筒的轴线相重合.若筒以角速度 线性减速旋转.则线圈中感应电流为
0(1
0.
t t0)
线圈回路的通量等于零.
7.如图所示,一半径为r的很小的金属环,在初始时刻与
一半径为a(a>>r)的大金属圆环共面且同心,在大圆环
中通以恒定的电流I,方向如图.如果小圆环以匀角速绕
高考物理压轴题选--电学篇精选
选修3-1 电场、恒定电流、磁场1.(09全国1)26.(21分)如图,在x 轴下方有匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直于xy 平面向外,P 是y 轴上距原点为h 的一点,N 0为x 轴上距原点为a 的一点。
A 是一块平行于x 轴的档板,与 x 轴的距离为2h,A 的中点在y 轴上,长度略小于2a。
带电粒子与挡板碰撞前后x 方向上的分速度不变,y 方向上的分速度反向,大小不变。
质量为m ,电荷量为q (q >0)的粒子从P 点瞄准N 0点入射,最后又通过P 点。
不计重力。
求粒子入射速度的所有可能值。
【解析】设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为O N ',与板碰撞后再次进入磁场的位置为1N .粒子在磁场中运动的轨道半径为R,有mvR qB=…⑴,粒子速率不变,每次进入磁场与射出磁场位置间距离1x 保持不变有1x =2sin O O N N R θ'=…⑵,粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离2x 始终不变,与1O N N '相等.由图可以看出2x a =……⑶设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n 次(n=0、1、2、3…).若粒子能回到P 点,由对称性,出射点的x 坐标应为-a,即()1212n x nx a +-=……⑷,由⑶⑷两式得121n x a n +=+……⑸ 若粒子与挡板发生碰撞,有124ax x ->……⑹联立⑶⑷⑹得n<3………⑺联立⑴⑵⑸得 22sin 1qB n v a m n θ+=⋅+………⑻把22sin h a hθ=+代入⑻中得22,0o qBa a h v n mh+==…………⑼xy A PO N 0h/222131qBa a h v n +==…………⑾22222qBa a h v n +==…………⑿2.(09浙江)25.(22分)如图所示,x 轴正方向水平向右,y 轴正方向竖直向上。
在xOy 平面内与y 轴平行的匀强电场,在半径为R 的圆内还有与xOy 平面垂直的匀强磁场。
2024年新疆乌鲁木齐市高三高考一模全真演练物理试题(第一次质量监测)(基础必刷)
2024年新疆乌鲁木齐市高三高考一模全真演练物理试题(第一次质量监测)(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题中学生在雨中打伞行走,从物理学可知当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少,若雨滴在空中以2m/s的速度竖直下落,而学生打着伞以1.5m/s的速度向西走,则该学生少淋雨的打伞(伞柄指向)方式为( )A.B.C.D.第(2)题某同学设计了一货物输送装置,将一个质量为M载物平台架在两根完全相同、半径为r,轴线在同一水平面内的平行长圆柱上。
已知平台与两圆柱间的动摩擦因数均为,平台的重心与两柱等距,在载物平台上放上质量为m的物体时也保持物体的重心与两柱等距,两圆柱以角速度绕轴线作相反方向的转动,重力加速度大小为g。
现沿平行于轴线的方向施加一恒力F,使载物平台从静止开始运动,物体与平台总保持相对静止。
下列说法正确的是( )A.物体和平台开始运动时加速度大小为B.物体和平台做匀加速运动C.物体受到平台的摩擦力逐渐增大D.只有当时平台才能开始运动第(3)题利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计。
图甲表示该半导体的电阻随温度变化的情况。
把该半导体与电动势为、内阻为的电源,理想电压表和保护电阻连成如图乙所示的电路。
用该半导体作测温探头,把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简易的电子温度计。
下列说法正确的是( )A.温度升高后,电源的效率将升高B.该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的C.和相比,应标在电压较小的刻度上D.若电池用久后内阻变大,用该温度计测量的温度要比真实值偏高第(4)题如图所示,一轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,自然伸长时弹簧上端处于A点。
时将小球从A点正上方O点由静止释放,时到达A点,时弹簧被压缩到最低点B。
以O为原点,向下为正方向建立x坐标轴,以B点为重力势能零点;弹簧形变始终处于弹性限度内。
普通物理习题册下答案
第9 单元 静电场(一)一 选择题[ C ]1 .一带电体可作为点电荷处理的条件是 (A)电荷必须呈球形分布。
(B)带电体的线度很小。
(C)带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计。
(D)电量很小。
[ C ]2.已知一高斯面所包围的体积内电量代数和∑i q =0,则可肯定:(A)高斯面上各点场强均为零。
(B)穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。
(C)穿过整个高斯面的电通量为零。
(D)以上说法都不对。
[ D ]3.两个同心均匀带电球面,半径分别为R a 和R b ( R a <R b ) ,所带电量分别为Q a 和Q b ,设某点与球心相距r , 当R a < r < R b 时, 该点的电场强度的大小为: ( A )241r Q Q ba +⋅πε ( B )241rQ Q ba -⋅πε( C ))(4122bb a R Q rQ +⋅πε ( D )241rQ a ⋅πε[ D ]4. 如图所示,两个“无限长”的、半径分别为R 1和R 2的共轴圆柱面均匀带电,轴线方向单位长度上的带电量分别为λ1 和λ2 , 则在内圆柱面里面、距离轴线为r 处的P 点的电场强度大小 ( A )r 0212πελλ+( B )20210122R R πελπελ+( C ) 1014R πελ( D ) 0[ D ]5.图示为一具有球对称性分布的静电场的E ~r 关系曲线,请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的。
(A)半径为R 的均匀带电球面。
(B)半径为R 的均匀带电球体。
(C)半径为R 、电荷体密度ρ=Ar(A 为常数)的非均匀带电球体。
(D)半径为R 、电荷体密度ρ=A/r(A 为常数)的非均匀带电球体。
二 填空题1. 在点电荷系的电场中,任一点的电场强度等于__各点电荷在该占单独产生的电场强度的矢量和__,这称为场强叠加原理。
2.静电场中某点的电场强度,其数值和方向等于 单位正电荷在该点受到的电场力___。
洛伦兹力测试题及答案
洛伦兹力测试出题人范志刚1、一个电子以一定初速度进入一匀强场区(只有电场或只有磁场不计其他作用)并保持匀速率运动,下列说法正确的是()A.电子速率不变,说明不受场力作用B.电子速率不变,不可能是进入电场C.电子可能是进入电场,且在等势面上运动D.电子一定是进入磁场,且做的圆周运动2、如图—10所示,正交的电磁场区域中,有两个质量相同、带同种电荷的带电粒子,电量分别为q a、q b.它们沿水平方向以相同的速率相对着匀速直线穿过电磁场区,则()A.它们带负电,且q a>q b. B.它们带负带电,q a<q bC.它们带正电,且q a>q b. D.它们带正电,且q a<q b. . 图-103、如图—9所示,带正电的小球穿在绝缘粗糙直杆上,杆倾角为θ,整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆斜向上的匀强磁场,小球沿杆向下运动,在a点时动能为100J,到C点动能为零,而b点恰为a、c的中点,在此运动过程中()A.小球经b点时动能为50J 图—9B.小球电势能增加量可能大于其重力势能减少量C.小球在ab段克服摩擦所做的功与在bc段克服摩擦所做的功相等D.小球到C点后可能沿杆向上运动。
4、如图所示,竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面,平面上一个钉子O固定一根细线,细线的另一端系一带电小球,小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动.在某时刻细线断开,小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法一定错误的是()A.速率变小,半径变小,周期不变B.速率不变,半径不变,周期不变C.速率不变,半径变大,周期变大D.速率不变,半径变小,周期变小5、如图所示,x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同,电荷量也相同的带正、负电的离子(不计重力),以相同速度从O点射入磁场中,射入方向与x轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中()A.运动时间相同B.运动轨道半径相同C.重新回到x轴时速度大小和方向均相同D.重新回到x轴时距O点的距离相同6、质量为0.1kg、带电量为×10—8C的质点,置于水平的匀强磁场中,磁感强度的方向为南指向北,大小为.为保持此质量不下落,必须使它沿水平面运动,它的速度方向为_____________,大小为______________。
带电粒子在场中的运动典型例题
典例一、带电粒子在匀强磁场中的运动 定性分析1. 如图所示,一带电粒子,沿垂直于磁场方向射入一匀强磁场,粒子的运动轨迹为一条光滑曲线,运动方向由a 到b ,则下列说法中正确的是:( )A.粒子带正电,速度逐渐增大B.粒子带负电,速度逐渐增大C.粒子带正电,速度逐渐减小D.粒子带负电,速度逐渐减小2. 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹.右图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹,a 和b 是轨迹上的两点,匀强磁场B 垂直纸面向里.该粒子在运动时,其质量和电荷量不变,而动能逐渐减少,下列说法正确的是:( ) A.粒子先经过之a 点,再经过b 点 B.粒子先经过b 点,再经过a 点 C.粒子带负电 D.粒子带正电定量计算直单界(对称性)1、如图所示,在y <0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy 平面并指向纸里,磁感应强度为B .一带负电的粒子(质量为m 、电荷量为q )以速度v 0从O 点射入磁场,入射方向在xy 平面内,与x 轴正向的夹角为θ.求: (1)该粒子射出磁场的位置;(2)该粒子在磁场中运动的时间.(粒子所受重力不计)2、. 如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同速度沿与x 轴成30o 角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为:( )A.1:2B.2:1C.3:1D.1:1圆界(对称性)3、 如图所示,半径为r 的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B 。
现有一带电离子(不计重力)从A 以速度v 沿圆形区域的直径射入磁场,已知离子从C 点射出磁场的方向间的夹角为60º (1)该离子带何种电荷;(2)求该离子的电荷量与质量之比q/m直双界(极值和多解)4、如图所示,一束电子(电量e )以速度v 0垂直射入磁感应强度为B ,宽为d 的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°。
高考物理压轴题电磁场大全
1、在半径为R 的半圆形区域中有一匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面,磁感应强度为B 。
一质量为m ,带有电量q 的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD 方向经P 点(AP =d )射入磁场(不计重力影响)。
⑴如果粒子恰好从A 点射出磁场,求入射粒子的速度。
⑵如果粒子经纸面内Q 点从磁场中射出,出射方向与半圆在Q 点切线方向的夹角为φ(如图)。
求入射粒子的速度。
解:qB mv =v由平抛规律,质点进入电场时v 0=v cos φ,在电场中经历时间t=d /v 0,在电场中竖直位移221tan 2t mqE d h ⋅⋅==φ,由以上各式可得3、如图所示,在第一象限有一均强电场,场强大小为E ,方向与y 轴平行;在x 轴下方有一均强磁场,磁场方向与纸面垂直。
一质量为m 、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x 轴的速度从y 轴上的P 点处射入电场,在x 轴上的Q 点处进入磁场,并从坐标原点O 离开磁场。
粒子在磁场中的运动轨迹与y 轴交于M 点。
已知OP=l ,l OQ 32=。
不计重力。
求(1)M 点与坐标原点O 间的距离;(2)粒子从P 点运动到M 点所用的时间。
【解析】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,在y 轴负方向上做初速度为零的匀加速运动,设加速度的大小为a ;在x 轴正方向上做匀速直线运动,设速度为0v ,粒子从P 点运动到Q 点所用的时间为1t ,进入磁场时速度方向与x 轴正方向的夹角为θ,则qEa m=① 012y t a=② 001x v t =③ 其中0023,x l y l ==。
又有1tan at v θ= ④ 联立②③④式,得30θ=︒因为M O Q 、、点在圆周上,=90MOQ ∠︒,所以MQ 为直径。
从图中的几何关系可知。
23R l = ⑥ 6MO l = ⑦(2)设粒子在磁场中运动的速度为v ,从Q 到M 点运动的时间为2t , 则有0 cos v v θ=⑧ 2Rt vπ= ⑨ 带电粒子自P 点出发到M 点所用的时间为t 为12+ t t t = ⑩联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式,并代入数据得32+ 1mlt qE π⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⑾4、如图所示,在0≤x≤a 、o≤y≤2a 2a范围内有垂直手xy 平面向外φOyEB A φC φd h xxy OP QMv 0的匀强磁场,磁感应强度大小为B 。
习题册_II1_电磁学+详细解答
磁感应强度、毕-萨定律1.有一个圆形回路1及一个正方形回路2,圆的直径和正方形的边长相等。
二者中通有大小相等的电流,它们在各自中心产生的磁感应强度的大小之比21/B B 为(A )0.90 (B )1.00 (C )1.11 (D )1.222.如图,边长为a 的正方形的四个角上固定有四个电量均为q 的点电荷。
此正方形以角速度ω绕过AC 轴旋转时,在中心O 点产生的磁感应强度大小为1B ;此正方形同样以角速度ω绕过O 点垂直于正方形平面的轴旋转时,在O 点产生的磁感应强度大小为2B ,则1B 与2B 间的关系为 (A )1B =2B (B )1B =22B(C )1B =212B (D )1B =412B3.一弯曲的载流导线在同一平面内,形状如图(O 点是半径为1R 和2R 的两个圆弧的共同圆心,电流自无限远来到无限远去),则O 点的磁感应强度的大小 是 。
4.在xy 平面内有两根互相绝缘、分别通有电流I3和I 的长直导线,设两导线互相垂直(如图),则在xy 平面内磁感应强度为零的点的轨迹方程为 。
x答案在后5.均匀带电直线AB ,电荷线密度为 ,绕垂直于直线的轴O 以角速度ω匀速转动(线的形状不变,O 点在AB 延长线上),求: (1)O 点的磁感应强度B ,(2)磁矩m p ,(3)若a >>b ,求B 及m p。
6.如图,半径为a ,带正电荷且线密度为λ的半圆,以角速度ω绕轴O 'O ''匀速旋转,求:(1)O 点的B,(2)旋转的带电半圆的磁矩m p。
(积分公式 201sin 2d πθθπ=⎰)7.一半径为R 的带电塑料圆盘,其中有一半径为r 的阴影部分均匀带正电荷,面密度为+σ,其余部分均匀带负电荷,面密度为-σ。
当圆盘以角速度ω旋转时,测得圆盘中心O 点的磁感应强度为零,R 与r 满足什么关系?8.将通有电流I 的导线在同一平面内弯成如图所示的形状,求D 点的磁感应强度的大小。
大学物理习题电磁学。
第五章 电磁感应 电磁场习 题1. 如图所示,矩形区域为均匀稳恒磁场,半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O 作逆时针方向匀角速转动,O 点是圆心且恰好落在磁场的边缘上,半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时.图(A)-(D)的☜--t 函数图象中哪一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势? [ ]2. 一块铜板垂直于磁场方向放在磁感强度正在增大的磁场中时,铜板中出现的涡流(感应电流)将 (A) 加速铜板中磁场的增加. (B) 减缓铜板中磁场的增加.(C) 对磁场不起作用. (D) 使铜板中磁场反向. [ ]3.半径为a 的圆线圈置于磁感强度为B 的均匀磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,线圈电阻为R ;当把线圈转动使其法向与B的夹角α =60°时,线圈中通过的电荷与线圈面积及转动所用的时间的关系是(A) 与线圈面积成正比,与时间无关. (B) 与线圈面积成正比,与时间成正比. (C) 与线圈面积成反比,与时间成正比.(D) 与线圈面积成反比,与时间无关. [ ]4.磁场B 中,另一半位于磁场之外,如图所示.磁场B 应使(A) 线环向右平移. (B) 线环向上平移. (C) 线环向左平移. (D) 磁场强度减弱.5. 一矩形线框长为a 宽为b ,置于均匀磁场中,线框绕OO ′轴,以匀角速度ω旋转(如图所示).设t =0时,线框平面处于纸面内,则任一时刻感应电动势的大小为(A) 2abB | cos ω t |. (B) ω abB (C) t abB ωωcos 21. (D) ω abB | cos ω t |. (E) ω abB | sin ωt |. [ ]6. 在如图所示的装置中,把静止的条形磁铁从螺线管中按图示情况抽出时 (A) 螺线管线圈中感生电流方向如A 点处箭头所示.(B) 螺线管右端感应呈S 极. (C) 线框EFGH 从图下方粗箭头方向看去将逆时针旋转.(D) 线框EFGH 从图下方粗箭头方向看去将顺时针旋转. [ ]7. 如图所示,导体棒AB 在均匀磁场B中 绕通过C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO ′ 转动(角速度ω 与B 同方向),BC 的长度为棒长的31,则(A) A 点比B 点电势高. (B) A 点与B 点电势相等.(B) A 点比B 点电势低. (D) 有稳恒电流从A 点流向B点. [ ]8. 势与原电流I的方向相反.(A) 滑线变阻器的触点A 向左滑动. (B) 滑线变阻器的触点A 向右滑动. (C) 螺线管上接点B 向左移动(忽略长螺线管的电阻). (D) 把铁芯从螺线管中抽出.9. 用导线制成一半径为r =10 cm 的闭合圆形线圈,其电阻R =10 Ω,均匀磁场垂直于线圈平面.欲使电路中有一稳定的感应电流i = 0.01 A ,B 的变化率应为d B /d t =_______________________________. 10. 一段导线被弯成圆心在O 点、半径为R 的三段圆弧ab 、bc 、ca ,它们构成了一个闭合回路,ab 位于xOy 平面内,bc 和ca 分别位于另两个坐标面中(如图).均匀磁场B 沿x 轴正方向穿过圆弧bc 与坐标轴所围成的平面.设磁感强度随时间的变化率为K (K >0),则闭合回路abca 中感应电动势的数值为______________;圆弧bc 中感应电流的方向是_________________. 11. 磁换能器常用来检测微小的振动.如图,在振动杆的一端固接一个N 匝的矩形线圈,线圈的一部分在匀强磁场B中,设杆的微小振动规律为x =A cos ω t ,线圈随杆振动时,线圈中的感应电动势为_______________________. 12. 在国际单位制中,磁场强度的单位是__________.磁感强度的单位是______,用H B ⋅21表示的单位体积内储存的磁能的单位是__________.13. 半径为r 的小绝缘圆环,置于半径为R 的大导线圆环中心,二者在同一平面内,且r <<R .在大导线环中通有正弦电流(取逆时针方向为正)I =I 0sin ωt ,其中ω、I 0为常数,t 为时间,则任一时刻小线环中感应电动势(取逆时针方向为正)为 _________________________________.14. 在一马蹄形磁铁下面放一铜盘,铜盘可自由绕轴转动,如图所示.当上面的磁铁迅速旋转时,下面的铜盘也跟着以相同转向转动起来.这是因为____________________________________________________________________.xx×××15. 如图所示,aOc 为一折成∠形的金属导线(aO =Oc=L ),位于xy 平面中;磁感强度为B 的匀强磁场垂直于xy 平面.当aOc 以速度v 沿x 轴正向运动时,导线上a 、c两点间电势差U ac =____________;当aOc 以速度v 沿y轴正向运动时,a 、c 两点的电势相比较, 是____________点电势高.16. 金属杆AB 以匀速v =2 m/s 平行于长直载流导线运动,导线与AB 共面且相互垂直,如图所示.已知导线载有电流I = 40 A ,则此金属杆中的感应电动势i ε =____________,电势较高端为______.(ln2 = 0.69)17. 两个半径分别为R 和r 的同轴圆形线圈相距x ,且R >>r ,x >>R .若大线圈通有电流I 而小线圈沿x 轴方向以速率v 运动,试求x =NR 时(N 为正数)小线圈回路中产生的感应电动势的大小.18. 如图所示,真空中一长直导线通有电流I (t ) =I 0e -λt(式中I 0、λ为常量,t 为时间),矩形导线框与长直导线平行共面,二者相距a线框的滑动边与长直导线垂直,它的长度为b以匀速v (方向平行长直导线)自感电动势,并设开始时滑动边与对边重合,试求任意时刻t 在矩形线框内的感应电动势i ε并讨论i ε19. 一导线弯成如图形状,放在均匀磁场B 中,B的方向垂直图面向里. ∠bcd =60°,bc =cd =a .使导线绕轴OO '旋转,如图,转速为每分钟n 转.计算i εOO '.20.一球形电容器, 内导体半径为R 1,外导体半径为R 2.两球间充有相对介电常数为εr 的介质. 在电容器上加电压,内球对外球的电压为 U = U 0sin ωt .假设ω不太y x ×× ×××I (t ) vB大,以致电容器电场分布与静态场情形近似相同,求介质中各处的位移电流密度,再计算通过半径为r (R 1 < r < R 2) 的球面的总位移电流. 21. 如图所示,一电荷线密度为λ的长直带电线(形线圈共面并与其一对边平行)以变速率v =v (t )度方向运动,正方形线圈中的总电阻为R ,求t 圈中感应电流i (t )的大小(不计线圈自身的自感).22. 如图所示,一长直导线通有电流I ,其旁共面地放置一匀质金属梯形线框abcda ,已知:da =ab =bc =L 边与下底边夹角均为60°,d 点与导线相距l 止开始自由下落H 共面,求: (1) 下落高度为H 少?(2) 电势差为多少?23. 如图所示,一长直导线中通有电流I ,有一垂直于导线、长度为l 的金属棒AB 在包含导线的平面内,以恒定的速度v 沿与棒成θ角的方向移动.开始时,棒的A 端到导线的距离为a ,求任意时刻金属棒中的动生电动势,并指出棒哪端的电势高. 24. 如图所示,在竖直面内有一矩形导体回路abcd 置于均匀磁场B 中,B的方向垂直于回路平面,abcd 回路中的ab 边的长为l ,质量为m ,可以在保持良好接触的情况下下滑,且摩擦力不计.ab 边的初速度为零,回路电阻R 集中在ab 边上. (1) 求任一时刻ab 边的速率v 和t 的关系; (2) 设两竖直边足够长,最后达到稳定的速率为若干?I a b。
电磁感应组卷1.
电磁感应组卷11.如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下,当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)( )A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥2.在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中,金属杆PQ在宽为l的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,若PQ的电阻为R/3;则P、Q之间的电压及通过电阻R的感应电流方向为()A.Blv,a→b B.3Blv/4,a→bC.Blv/4,a→b D.Blv,b→a3.如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场有理想边界,用力将矩形线圈从有边界的磁场中匀速拉出,在其他条件不变的情况下( )A.速度越大,拉力做功越多B.线圈边长L1越大,拉力做功越多C.线圈边长L2越大,拉力做功越多D.线圈电阻越大,拉力做功越多4.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直。
磁感强度B随时间变化的图象如图所示.T=0时刻.磁感强度的方向垂直于纸面向里.在0~4s叫间内.线框的ab 边受力随时间变化的图象(力的方向规定以向左为正方向)可能如图中5.如图所示,虚线框内存在匀强磁场,将正方形闭合导线框从如图所示的位置匀速拉出磁场,若第一次拉出时间为t ,克服安培力做功为W 1;第二次拉出时间为3t ,克服安培力做功为W 2,则:A .W 1=9W 2B .W 1=3W 2C .W 1=W 2D .1213W W =6.如图所示,矩形闭合金属线圈放置在固定的水平薄板上,有一块蹄形磁铁如图所示置于水平薄板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度。
)当磁铁全部匀速向右通过线圈时,线圈始终静止不动,那么线圈受到薄板摩擦力的方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是A .摩擦力方向一直向左B .摩擦力方向先向左、后向右C .感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针D .感应电流的方向顺时针→逆时针7.如图所示电路,L 是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈, D 1、 D 2和D 3是三个完全相同的灯泡,E 是内阻不计的电源.在0t =时刻,闭合开关S ,电路稳定后在t 1时刻断开开关S .规定以电路稳定时流过D 1、D 2的电流方向为正方向,分别用I 1、I 2表示流过D 1和D 2的电流,则下图中能定性描述电流I 随时间t 变化关系的是 ( )8.如图所示,螺线管的导线的两端与两平行金属板相接,一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间,并处于静止状态,若条形磁铁突然插入线圈时,小球的运动情况是()A.向左摆动 B.向右摆动C.保持静止 D.无法判定9.AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属直棒靠立在导轨上(开始时b离O点很近),如图所示.它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中a端始终在AO上,b端始终在OC上,直到ab完全落在OC上,整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中A.感应电流方向始终是b→aB.感应电流方向先是b→a,后变为a→bC.所受磁场力方向垂直于ab向上D.所受磁场力方向先垂直于ab向下,后垂直于ab向上10.如图所示,固定于水平绝缘面上的很长的金属导轨,表面粗糙、电阻不计,导轨左端与一个定值电阻R相连,金属棒ab的质量为m,电阻不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面,则当棒ab在水平恒力F的作用下从静止起向右滑动的过程中A恒力F做的功等于电路中产生的电能;IRLB恒力F与摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能;C克服安培力做的功等于电路中产生的电能;D恒力F与摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能与棒ab获得的动能之和。
(完整版)高中物理确定带电粒子在磁场中运动轨迹的四种方法
确定带电粒子在磁场中运动轨迹的四种方法带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的问题是高考的热点,这些考题不仅涉及到洛伦兹力作用下的动力学问题,而且往往与平面图形的几何关系相联系,成为考查学生综合分析问题、运用数字知识解决物理问题的难度较大的考题。
但无论这类问题情景多么新颖、设问多么巧妙,其关键一点在于规范、准确地画出带电粒子的运动轨迹。
只要确定了带电粒子的运动轨迹,问题便迎刃而解。
现将确定带电粒子运动轨迹的方法总结如下:一、对称法带电粒子如果从匀强磁场的直线边界射入又从该边界射出,则其轨迹关于入射点和出射点线段的中垂线对称,且入射速度方向与出射速度方向与边界的夹角相等(如图1);带电粒子如果沿半径方向射入具有圆形边界的匀强磁场,则其射出磁场时速度延长线必过圆心(如图2 )。
利用这两个结论可以轻松画出带电粒子的运动轨迹,找出相应的几何关系。
例1.如图3 所示,直线MN上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。
正、负电子同时从同一点同样速度v 射入磁场(电子质量为m,电荷为e),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?解析:正、负电子的半径和周期是相同的。
只是偏转方向相反。
先确定圆心,画出半径和轨迹(如图4),由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。
所以两个射出点相距s =2r= ,由图还看出经历时间相差,所以解此题的关键是找圆心、找半径和用对称。
图6 所示。
O以与MN 成30°角的例2.如图5 所示,在半径为r 的圆形区域内,有一个匀强磁场。
一带电粒子以速度v0 从M点沿半径方向射入磁场区,并由N点射出,O点为圆心。
当∠ MO=N 120°时,求:带电粒子在磁场区的偏转半径R及在磁场区中的运动时间。
解析:分别过M、N 点作半径OM、ON的垂线,此两垂线的交点O'即为带电粒子作圆周运动时圆弧轨道的圆心,如由图中的几何关系可知,圆弧MN所对的轨道圆心角为60°,O、O' 的边线为该圆心角的角平分线,由此可得带电粒子圆轨道半径为R=r/tan30 ° =又带电粒子的轨道半径可表示为:故带电粒子运动周期:带电粒子在磁场区域中运动的时间二、旋转圆法在磁场中向垂直于磁场的各个方向发射速度大小相同的带电粒子时,带电粒子的运动轨迹是围绕发射点旋转的半径相同的动态圆(如图7),用这一规律可快速确定粒子的运动轨迹。
2022年北京市海淀区北京大学自主招生物理真题试卷含详解
2022年北京海淀区北京大学自主招生物理试卷一、多选题1.如图,一半径为R 的固定的光滑绝缘圆环,位于竖直平面内,环上有两个相同的带电小球a 和b (可视为质点),只能在环上移动,静止时两小球之间的距离为R ,现用外力缓慢推左球a 使其达到圆弧最低点c ,然后撤出外力,下列说法正确的是()A.在左球a 到达c 点的过程中,圆环对b 求的支持力变大B.在左球a 到达c 点的过程中,外力做正功,电势能增加C.在左球a 到达c 点的过程中,a ,b 两球的重力势能之和不变D.撤除外力后,a ,b 两球在轨道上运动过程中系统的能量守恒2.系统如图1所示,绳与滑轮间无摩擦,A 与水平桌面间的摩擦系数记为μ,绳的质量可略,开始时A 、B 静止。
右侧水平绳段被剪断后瞬间,相应的运动学量和动力学量已在图2中给出,为求解B a ,列出了下列四个方程,其中正确的方程是()A.A Acos T N m a ϕμ-= B.A sin N T m g ϕ+=C .B B B m g T m a -= D.A B tan a a ϕ=二、单选题3.如图,A 和B 两单色光,以适当的角度向半圆形玻璃砖射入,出射光线都从圆心O 沿OC 方向射出,且这两种光照射同种金属,都能发生光电效应。
那么在光电效应实验中,先后用不同光强的这两束光照射同一个光电管。
若实验a 中所用的A 光的光强大于实验b 中所用的B 光的光强,实验所得光电流I 与光电管两端所加电压U 间的关系曲线分别以a 、b 表示,则下列4图中可能正确的是哪些?()A. B.C. D.4.两个相同的电容器A 和B 如图连接,它们的极板均水平放置。
设边缘效应可忽略。
当它们都带有一定电荷并处于静电平衡时,电容器A 中的带电粒子恰好静止。
现将电容器B 的两极板沿水平方向移动使两极板错开,移动后两极板仍然处于水平位置,且两极板的间距不变。
已知这时带电粒子的加速度大小为2g ,则B 的两个极板错开后正对着的面积与极板面积之比应该为()A.23 B.12 C.13 D.14三、填空题5.惯性系A 和惯性系B 相向而行,惯性系A 中的人看惯性系B 中的物理过程变___________,惯性系B 中的人看惯性系A 中的物理过程变___________。
备战2020年高考物理专题11 磁场(3)(原卷版)
专题11 磁场(3)-高考物理精选考点专项突破题集三、计算题:(解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)1、如图所示,水平方向的匀强电场场强为E ,场区宽度为L ,竖直方向足够长。
紧挨着电场的是垂直于纸面向外的两个匀强磁场区域,其磁感应强度分别为B 和2B 。
一个质量为m ,电量为q 的带正电粒子,其重力不计,从电场的边界MN 上的a 点由静止释放,经电场加速后进入磁场,经过时间qB m t B 6π=穿过中间磁场,进入右边磁场后能按某一路径再返回到电场的边界MN 上的某一点b ,途中虚线为场区的分界面。
求:(1)中间场区的宽度d ;(2)粒子从a 点到b 点所经历的时间t ab ;(3)当粒子第n 次返回电场的MN 边界时与出发点之间的距离S n 。
2、如图,在平面直角坐标系xoy中,第一象限内有一条通过坐标原点的虚线,虚线与y轴正方向夹角为30°,在虚线与x轴正方向之间存在着平行于虚线向下的匀强电场。
在第四象限内存在一个长方形的匀强磁场区域(图中未画出),磁感应强度为B,方向垂直坐标平面向外。
一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从虚线上某点以一定的初速度垂直电场方向射入电场,经过电场偏转后,该粒子恰从x轴上的P点以速度v射入匀强磁场区域,速度v的方向与x轴正方向夹角为60°,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动。
经磁场偏转后,粒子射出磁场时速度方向沿x轴负方向,随后粒子做匀速直线运动并垂直经过负y轴上的Q点。
已知OP=L,不计带电粒子重力。
求:(1)匀强电场的电场强度E的大小;(2)带电粒子在电场和磁场中运动时间之和;(3)矩形磁场区域的最小面积和Q点的位置坐标。
3、在直角坐标系xOy中,第二象限有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出),第一象限三角形OPM区域有如图所示的匀强电场,电场线与y轴的夹角、MP与x轴的夹角均为30°。
已知P点的坐标为(9L,0),在以O′为圆心的环状区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,外圆与直线MP相切于P点,内外圆的半径分别为L和2L。
磁感应强度和磁场强度的关系和计算
磁感应强度和磁场强度的关系和计算磁感应强度(B)是描述磁场在空间中某一点强度的物理量,磁场强度(H)则是描述磁场在空间中某一点影响力的物理量。
它们之间的关系和计算方法如下:1.磁感应强度的定义:磁感应强度B是垂直于磁场线并在磁场线方向上的单位面积上所承受的磁力F,即B=F/A。
2.磁场强度的定义:磁场强度H是垂直于磁场线并在磁场线方向上的单位长度上所承受的磁力F,即H=F/L。
3.磁感应强度和磁场强度的关系:它们之间的关系可以用比例关系表示,即B=μ₀H,其中μ₀是真空的磁导率,其值为4π×10⁻⁷ T·m/A。
4.磁感应强度的计算:已知磁场中的磁力F和所承受的面积A,可以计算磁感应强度B。
但需要注意的是,磁感应强度是矢量,有大小和方向,所以在计算时还要确定磁场的方向。
5.磁场强度的计算:已知磁场中的磁力F和所承受的长度L,可以计算磁场强度H。
同样需要注意的是,磁场强度也是矢量,有大小和方向,所以在计算时还要确定磁场的方向。
6.磁场强度和磁感应强度的单位:磁场强度的单位是安培/米(A/m),磁感应强度的单位是特斯拉(T)。
7.磁场强度和磁感应强度的测量:可以使用磁针、霍尔效应传感器等仪器来测量磁场强度和磁感应强度。
以上就是关于磁感应强度和磁场强度的关系和计算的知识点,希望对您有所帮助。
习题及方法:一个质量为0.5kg的磁铁在匀强磁场中受到的磁力为2N,求该磁场的磁感应强度。
根据磁感应强度的定义公式B=F/A,我们需要知道磁力F和所承受的面积A。
但题目中没有给出面积,而是给出了磁力和质量。
这里需要运用牛顿第二定律F=ma,其中a是加速度。
由于磁铁在磁场中受到的磁力是垂直于磁场线的,所以可以认为磁铁在磁场中的运动是匀速直线运动,即加速度a=0。
因此,磁铁受到的磁力F等于磁铁所受的磁感应强度B乘以磁铁的面积A。
即F=B A。
将已知数值代入公式,得到B=2N/(0.5kg9.8m/s²)=0.408T。
13电磁感应习题点评
ε = −∫
S
dB dB ⋅ dS = − dt dt
×
×
∫
S
dS××× Nhomakorabea×
S O AB < S O AB ⇒ ε O AB < ε O AB
A ×
O
× × × ×
×
B
ε AB < ε AB
6. 在圆柱形空间内有一磁感应强度为 B 的均匀磁 场,如图所示, 如图所示, 变化。现有一 B的大小以速率 dB / dt 变化。 长度为l 0 的金属棒先后放在磁场的两个不同位置, 的金属棒先后放在磁场的两个不同位置, 则金属棒在这两个位置1(ab)和2(a′b′)时感应电动势 的大小关系为[ B ]
2
方向:A→B , 即B为正极。
思考:如果金属棒置于圆柱形磁场区域之外情况如何。
感生电场:由变化的磁场所激发的电场 感生电动势:单位电荷上所受到的非静电场力即感生 电场力所做的功
εi =
⇒
∫
E
L
( 2)
⋅ dl
E(2)即感生电场
∫
E
L
( 2)
dB ⋅ dl = − ∫ ⋅ dS S dt
n
面积S的法线方向和回路L的 绕行方向满足右手螺旋。
⇒ ε ∆abc = ε ab + ε bc + ε ca = 0
2
∵ ε ab = 0
c l b 0
a
∴εca = −εbc = −∫ v × Bidl = −∫ vB sin 90 dl cos 0
1 2 = −∫ ωlBdl = − Bωl 0 2 1 U a − U c = ε ca = − Bω l 2 2
εi = −∫
(完整版)高中物理确定带电粒子在磁场中运动轨迹的四种方法
确定带电粒子在磁场中运动轨迹的四种方法带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的问题是高考的热点,这些考题不仅涉及到洛伦兹力作用下的动力学问题,而且往往与平面图形的几何关系相联系,成为考查学生综合分析问题、运用数字知识解决物理问题的难度较大的考题。
但无论这类问题情景多么新颖、设问多么巧妙,其关键一点在于规范、准确地画出带电粒子的运动轨迹。
只要确定了带电粒子的运动轨迹,问题便迎刃而解。
现将确定带电粒子运动轨迹的方法总结如下:一、对称法带电粒子如果从匀强磁场的直线边界射入又从该边界射出,则其轨迹关于入射点和出射点线段的中垂线对称,且入射速度方向与出射速度方向与边界的夹角相等(如图1);带电粒子如果沿半径方向射入具有圆形边界的匀强磁场,则其射出磁场时速度延长线必过圆心(如图2)。
利用这两个结论可以轻松画出带电粒子的运动轨迹,找出相应的几何关系。
例1.如图3所示,直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。
正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场(电子质量为m,电荷为e),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?解析:正、负电子的半径和周期是相同的。
只是偏转方向相反.先确定圆心,画出半径和轨迹(如图4),由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。
所以两个射出点相距s=2r=,由图还看出经历时间相差,所以解此题的关键是找圆心、找半径和用对称。
例2.如图5所示,在半径为r的圆形区域内,有一个匀强磁场。
一带电粒子以速度v0从M点沿半径方向射入磁场区,并由N点射出,O点为圆心.当∠MON=120°时,求:带电粒子在磁场区的偏转半径R及在磁场区中的运动时间。
解析:分别过M、N点作半径OM、ON的垂线,此两垂线的交点O'即为带电粒子作圆周运动时圆弧轨道的圆心,如图6所示。
由图中的几何关系可知,圆弧MN所对的轨道圆心角为60°,O、O’的边线为该圆心角的角平分线,由此可得带电粒子圆轨道半径为R=r/tan30°=又带电粒子的轨道半径可表示为:故带电粒子运动周期:带电粒子在磁场区域中运动的时间二、旋转圆法在磁场中向垂直于磁场的各个方向发射速度大小相同的带电粒子时,带电粒子的运动轨迹是围绕发射点旋转的半径相同的动态圆(如图7),用这一规律可快速确定粒子的运动轨迹。
电磁感应一章习题答案
电磁感应一章习题答案习题11—1如图,矩形区域为均匀稳恒磁场,半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O 作逆时针方向匀角速度旋转,O 点是圆心且恰好落在磁场的边缘上,半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时。
图(A)——(D)的ε—t 函数图象中哪一条属于半圆形闭合导线回路中产生的感应电动势?[]解:本题可以通过定性分析进行选择。
依题设,半圆形闭合导线回路作匀角速度旋转,因此回路内的磁通量变化率的大小是一个常量,但是其每转动半周电动势的方向改变一次。
另一方面,若规定回路绕行的正方向为顺时针的,则通过回路所围面积的磁通量0>Φ,当转角从0到π时,0>Φdt d ,由法拉第电磁感应定律,0<ε;当转角从π到π2时,0<Φdt d ,由法拉第电磁感应定律,0>ε,如此重复变化……。
因此,应该选择答案(A)。
习题11—2如图所示,M 、N 为水平面内两根平行金属导轨,ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线。
外磁场垂直水平面向上,当外力使ab 向右平移时,cd [](A)不动。
(B)转动。
(C)向左移动。
(D)向右移动。
解:ab 向右平移时,由动生电动势公式可以判断出ab 中的电动势的方向是b →a →c →d →b ,因而在cd 中产生的电流方向是c →d ,由安培力公式容易判断出cd 将受到向右的磁场力的作用,因此,cd 也将向右移动。
所以应选择答案(D)。
习题11—3一闭合正方形线圈放在均匀磁场中,绕通过其中心且与一边平行的转轴O O '转动,转轴与磁场方向垂直,转动角速度为ω,如图所示。
用下述哪一种方法可以使线圈中感应电流的幅值增加到原来的两倍(导线的电阻不能忽略)?[](A)把线圈的匝数增加到原来的两倍。
OωBCD 习题11―1图tεO(A)tεO(B)tεO(C)tεO(D)ab c d M NB习题11―2图(B)把线圈的面积增加到原来的两倍,而形状不变。
中北大学物理系大学物理电磁学填空选择题
第四章 静电场练习一一、选择题1、在坐标原点放一正电荷Q ,它在P 点(x =+1,y =0)产生的电场强度为E.现在,另外有一个负电荷-2Q ,试问应将它放在什么位置才能使P 点的电场强度等于零?(A) x 轴上x >1. (B) x 轴上0<x <1. (C) x 轴上x <0. (D) y 轴上y >0. (E) y 轴上y <0. [ ] 204r qE e r πε=2、下列几个说法中哪一个是正确的?(A) 电场中某点场强的方向,就是将点电荷放在该点所受电场力的方向.(B) 在以点电荷为中心的球面上, 由该点电荷所产生的场强处处相同.(C) 场强可由q F E / =定出,其中q 为试验电荷,q 可正、可负,F为 试验电荷所受的电场力.(D) 以上说法都不正确. [ ]3、在边长为a 的正方体中心处放置一电荷为Q 的点电荷,则正方体顶角处的电场强度的大小为: (A)2012a Q επ. (B) 206a Qεπ. (C) 203a Q επ. (D) 20a Q επ. [ ]204q E r πε=r =二、填空题1、静电场中某点的电场强度,其大小和方向与__单位正试验电荷置于该点时所受到的电场力___相同.2、由一根绝缘细线围成的边长为l 的正方形线框,使它均匀带电,其电荷线密度为λ,则在正方形中心处的电场强度的大小E =_0___.3、两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2,相距为d ,其电荷线密度分别为λ1和λ2如图所示,则场强等于零的点与直线1的距离a 为___d 211λλλ+.1102E a λπε=2202()E d a λπε=-4、静电场场强的叠加原理的内容是:__________________________________________________________________________.练习2一、选择题1、一电场强度为E 的均匀电场,E的方向与沿x 轴正向,如图所示.则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为(A) πR 2E . (B) πR 2E / 2.(C) 2πR 2E . (D) 0. [ ]2、已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和∑q =0,则可肯定: (A) 高斯面上各点场强均为零. (B) 穿过高斯面上每一面元的电场强度通量均为零.(C) 穿过整个高斯面的电场强度通量为零. (D) 以上说法都不对. [ ] 3、高斯定理⎰⎰⋅=VSV S E 0/d d ερ (A) 适用于任何静电场.(B) 只适用于真空中的静电场. (C) 只适用于具有球对称性、轴对称性和平面对称性的静电场.(D) 只适用于虽然不具有(C)中所述的对称性、但可以找到合适的高斯面的静电场. [ ]二、填空题1、在静电场中,任意作一闭合曲面,通过该闭合曲面的电场强度通量⎰•S Ed 的值仅取决于 包围在曲面内的净电荷 ,而与 曲面外电荷 无关2、如图,点电荷q 和-q 被包围在高斯面S 内,则通过该高斯面的电场强度通量⎰⋅SS E d =__0___________,式中E为____高斯面上各处的场强.习题3一、选择题 1、在点电荷+q 的电场中,若取图中P 点处为电势零点 , 则M 点的电势为(A)a q 04επ. (B) aq08επ.(C)a q 04επ-. (D) aq08επ-.[ ]2002448aPPMP MMaqq q V E dl dr rraπεπεπε=•==-=-⎰⎰2、如图所示,边长为l 的正方形,在其四个顶点上各放有等量的点电荷.若正方形中心O 处的场强值和电势值都等于零,则:(A) 顶点a 、b 、c 、d 处都是正电荷.(B) 顶点a 、b 处是正电荷,c 、d 处是负电荷. (C) 顶点a 、c 处是正电荷,b 、d 处是负电荷. (D) 顶点a 、b 、c 、d 处都是负电荷. [ ]04q V r ε=π 204q E rπε= 3、如图所示,半径为R 的均匀带电球面,总电荷为Q ,设无穷远处的电势为零,则球内距离球心为r 的P 点处的电场强度的大小和电势为:(A) E =0,rQU 04επ=. (B) E =0,R QU 04επ=.ba(C) 204r QE επ=,r Q U 04επ= .(D) 204r Q E επ=,RQU 04επ=. [ ] 二、填空题2、一点电荷q =10-9 C ,A 、B 、C 三点分别距离该点电荷10 cm 、20 cm 、30 cm .若选B 点的电势为零,则A 点的电势为______45V________,C 点的电势为_____-15V___________.01140.10.2q πε⎛⎫- ⎪⎝⎭ 01140.30.2q πε⎛⎫- ⎪⎝⎭3、真空中,有一均匀带电细圆环,电荷线密度为λ,其圆心处的电场强度E 0= _________0_________,电势U 0= ___ λ / (2ε0)______.(选无穷远处电势为零)载流圆环圆心的电势 000024 π 4 π2q R V R R πλλεεε===习题4一、选择题 1、真空中有一点电荷Q ,在与它相距为r 的a 点处有一试验电荷q .现使试验电荷q 从a 点沿半圆弧轨道运动到b 点,如图所示.则电场力对q 作功为 (A)24220r r Qq π⋅πε. (B) r r Qq 2420επ. (C) r rQqππ204ε. (D) 0. [ ]()bab a b pa pbaA q E dl q V V E E =•=-=-⎰2、点电荷-q 位于圆心O 处,A 、B 、C 、D 为同一圆周上的四点,如图所示.现将一试验电荷从A 点分别移动到B 、C 、D 各点,则 (A) 从A 到B ,电场力作功最大.(B) 从A 到C ,电场力作功最大.(C) 从A 到D ,电场力作功最大. (D) 从A 到各点,电场力作功相等. [ ]qA二、填空题1、静电场的环路定理的数学表示式为:__0d =⋅⎰Ll E____.该式的物理意义是:单位正电荷在静电场中沿任意闭合路径绕行一周,电场力作功等于零___.该定理表明,静电场是__保守力(无旋)__场.2、如图所示,在电荷为q 的点电荷的静电场中,将一电荷为q 0的试验电荷从a 点经任意路径移动到b 点,电场力所作的功A =____⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-πb a r r q q 11400ε__________.第五章 稳恒磁场习题一一、填空题1、一电荷为q 的粒子在均匀磁场中运动,下列哪种说法是正确的? (A) 只要速度大小相同,粒子所受的洛伦兹力就相同.(B) 在速度不变的前提下,若电荷q 变为-q ,则粒子受力反向,数值不变. (C) 粒子进入磁场后,其动能和动量都不变. (D) 洛伦兹力与速度方向垂直,所以带电粒子运动的轨迹必定是圆.[ ]2、一个动量为p 的电子,沿图示方向入射并能穿过一个宽度为D 、磁感强度为B(方向垂直纸面向外)的均匀磁场区域,则该电子出射方向和入射方向间的夹角为 [ ](A) p eBD 1cos -=α. (B) p eBD 1sin -=α. (C) epBD 1sin -=α. (D) ep BD 1cos -=α.mv p R eB eB == sin D Rα=3、洛仑兹力可以 [ ](A )改变带电粒子的速率; (B )改变带电粒子的动量; (C )对带电粒子作功; (D )增加带电粒子的动能。
昆明理工大学城市学院大学物理下学期练习题
BC BAO 'O⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯B O θbLω昆明理工大学城市学院大学物理下学期练习题第九章 电磁感应一.单项选择题:1、半径为a 的圆线圈置于磁感强度为B的均匀磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,线圈电阻为R ;当把线圈转动使其法向与B 的夹角060=α时,线圈中已通过的电量与线圈面积及转动的时间的关系是:(A )(A )与线圈面积成正比,与时间无关。
(B )与线圈面积成正比,与时间成正比。
(C )与线圈面积成反比,与时间成正比。
(D )与线圈面积成反比,与时间无关。
2、如右图,导体棒AB 在均匀磁场B 中绕通过C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴O O '转动(角速度ω 与B 同方向),BC 的长度为棒长的3/1,则:(A)(A )A 点比B 点电势高。
(B )A 点与B 点电势相等。
(C )A 点比B 点电势低。
(D )有稳恒电流从A 点流向B 点。
3、一根长为L 的铜棒,在均匀磁场B 中以匀角速度ω旋转着,B的方向垂直铜棒转动的平面,如图。
设0=t 时,铜棒与Ob 成θ角,则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势是:(E)(A ))cos(2θωω+t B L (B )t B L ωωcos 212(C ))cos(22θωω+t B L (D )B L 2ω(E )B L 221ω4、自感为H 25.0的线圈中,当电流在s )16/1(内由A 2均匀减小到零时,线圈中自感电动势的大小为:(C )(A )V 3108.7-⨯。
(B )V 0.2。
(C )V 0.8。
(D )V 2101.3-⨯。
5、对于单匝线圈取自感系数的定义式为I L m /Φ=。
当线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布不变,且无铁磁性物质时,若线圈中的电流强度变小,则线圈的自感系数L :(C)(A )变大,与电流成反比关系。
(B )变小。
(C )不变。
(D )变大,但与电流不成反比关系。
【单元练】(必考题)高中物理选修2第二章【电磁感应】经典练习题(含答案解析)
一、选择题1.如图所示,两根足够长且平行的金属导轨置于磁感应强度为 B = 3 T 的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面,两导轨间距 L =0.1m ,导轨左端连接一个电阻 R =0.5Ω,其余电阻不计,导轨右端连一个电容器C = 2.5 ⨯1010 pF ,有一根长度为 0.2m 的导体棒 ab ,a 端与导轨下端接 触良好,从图中实线位置开始,绕 a 点以角速度ω = 4 rad/s 顺时针匀速 转动 75°,此过程通过电阻 R 的电荷量为( )A .3 ⨯10-2 CB .23⨯10-3C C .(30 + 23) ⨯10-3 CD .(30 - 23) ⨯10-3 C C解析:C 在导体棒ab 绕a 点以角速度ω = 4 rad/s 顺时针匀速转动75°的过程中,由电磁感应所产生的电荷量Q 1=232BL R RΦ==-2310⨯C 同时还会给电容器C 充电,充电后C 对R 放电的电荷量Q 2=2BL 2Cω=-32310⨯C最终通过电阻R 的电荷量为Q =Q 1+Q 2=3(3023)10-+⨯ C故选C 。
2.如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a ,磁感应强度的大小为B 。
一边长为a 、电阻为4R 的正方形均匀导线框ABCD 从图示位置沿水平向右方向以速度v 匀速穿过磁场区域,下列图中线框A 、B 两端电压U AB 与线框移动距离x 的关系图象正确的是( )A .B .C .D . D解析:D由楞次定律判断可知,在线框穿过磁场的过程中,A 点的电势始终高于B 的电势,则U AB 始终为正值。
AB 、DC 两边切割磁感线时产生的感应电动势为E Bav =在0−a 内,AB 切割磁感线,AB 两端的电压是路端电压,则AB 3344U E Bav == 在a −2a 内,线框完全在磁场中运动,穿过线框的磁通量没有变化,不产生感应电流,则AB U E Bav ==在2a −3a 内,A 、B 两端的电压等于路端电压的13,则 AB 1144U E Bav == 故D 正确。
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y 2 x 0.2(m)
B I
A
20cm
y 2 x 0.2(m)
0
d=5cm
y x dx b=10cm
μ 0 yIdx d m 2 π (0.05 x ) 0.1 μ 0 yIdx m 0 2 π (0.05 x )
μ 0 Ib 0.15 μ 0 Ib 0.15 ln π π 0.05
m (2)、
μ 0 lI ab ln 2π a
d m μ 0 lI 0 ab εi ω cosω t ln dt 2π a
A b D
a+Vt
B I
l a+b+Vt
V C
0 lI a b Vt ln (3) m 2 a Vt
μ 0 IVl 1 1 μ lI a b Vt εi ( ) 0 0 ω cosω t ln 2π a Vt a b Vt 2π a Vt
B
0 NIm
2r
0.62 10 3 T
A
V
I
b
B d
a
C
V B
解:
A
α
V
ε BC 0
ε
AC
I d
AB
ε
ABC
dl
B α x dx a
d a d
b C
V
C A
dε AB
dε
AB
μ 0 IbV 2 π (d a )
(V B) dl VBdl sinα
μ 0 IV dx si n α 2π x cosα μ 0 IV tgα dx 2π x
1 dB dx 0 2x 2 R2 1 1 B dx 0 ( R2 R1 ) 0 R1 2 2
R2
R1
r
0dI
x
dx
(t )
1 B ω σ ( R2 R1 ) μ 0 2
R2
R1
选逆时针方向为小环回路的方向, 则小环中的磁通量近似为
r
R
dx
1 m ω σ ( R2 R1 ) μ 0π r 2 2 d m i dt 1 d ( R2 R1 ) 0r 2
d 0 dt d 0 dt
2
dt
方向为顺时针 方向为逆时针
3、无限长直导线,通以电流I,有一与之共面的直角三角形 线圈如图ABC。已知AC边长为b,且与长直线平行。BC边 长为a,若线圈以垂直导线方向的速度V向右平移,当B点与长 直导线的距离为d时,求线圈ABC内的感应电动势的大小和 方向。
2a
(1) ( 2)
dV 0 i 0 dt dV 0 i 0 dt
顺时针 逆时针
2 、一内外半径分别为R 1 和R 2 的带电平面圆环,电荷面密度 为,其中心有一半径为r的导体小环(R1,R2 >>r)二者同心共面如 图,设带电圆环以变角速度 (t)绕垂直于环面中心轴旋转, 导体小环中的感应电流 I 等于多少?方向如何?(已知小环的电 阻为R0 ) 解:在R 1和R2之间取一 ω(t ) 宽度为 dx 的环带,环带内 有电流 dI 2xdx xdx 2 dI在o 点处产生的磁场为
6、有一半径为 r=10cm的多匝圆形线圈,N=100,团置于 均匀磁场(B=0.5T)中,圆形线圈可通过圆心的轴O1O2转动, 转速n=600r/min,求圆线圈自图示的初始位置转过90度时:
(1)、线圈中的瞬时电流(线圈的电阻R=100), 不计自感; (2)、圆心处的磁感应强度。
O1
r
x
2.59 10 8 I
d m εi 5.18 10 8 V dt
方向:逆时针
5、一长直电流导线与矩形回路ABCD共面且导线平行于AB, 如图所示,求下列情况下,ABCD中的感应电动势: (1) 长直导线中电流恒定,ABCD以垂直于导线的速度V 从图示初始位置远离导线移到任一位置时;
B
ω
O2
解:设线圈在任一位置时圆线圈的法向与磁场方向之间 的夹角 为. 则 θ ωt 2π nt 此时通过线圈平面的磁通量为
ε
m Bπ r 2 cosθ Bπ r 2 cos2π nt d m 2
i
N
εi d m 2 BNπ 2 r 2 n i N si n2π nt R Rdt R
I m sin2π nt I m sin 2π t T
dt
BNπ r 2π n si n2π nt
Im
2 2 2 BN π r n R
O1
l
r ω
O2
B
π (1) θ 2
T t 4
i I m 0.99A
(2)、由线圈中的电流I在圆心处激发的磁场为
练习题
1、如图所示,一电荷线密度为 的长直带电线(与一正方形线圈 共面并与其一对边平行)以变速度V=V(t)沿着长度方向运 动。正方形线圈的总电阻为R,求t 时刻正方形线圈中感应电流 I(t)(不计线圈自感)。
V (t )
dr
解: I V (t ) λ
m
a
r a r
a
0 aI 0 aI dr l n2 a 2 r 2 d m μ 0 aλ dV εi l n2 dt 2 π dt
x
0 IV dx 0 IVb d a B A sin ln 2x cos 2a d
μ 0 IbV μ 0 IVb da ln 2 π (d a ) 2π a d
B AC B
4、如图所示,长直导线AB中的电流I沿着导线向上,并以 dI/dt=2A/s的速率均匀增长,在导线附近放一个与之同面的直 角 三角形线框,其一边现导线平行,求此线框中产生的感应 电动势的大小和方向。 解:如图,斜边方程为: y
(2)长直导线中电流I=I0 sint, ABCD 不动; (3)长直导线中电流I=I0 sint, ABCD 以垂直
于导线的速度V远离导线运动,初始位置也如图所示。
A b D
a
B I V
C
解: (1)
A b D
a+Vt l
a+b+Vt
B I
V
C
μ 0 IVl 1 1 εi ( ) 方向:ABCD 2π a Vt a b Vt