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变化的磁场可以激发感生电场,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备.它的...

变化的磁场可以激发感生电场,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备.它的基本原理如图所示,上、下为两个电磁铁,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室内做圆周运动.电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化,在两极间产生一个由中心向外逐渐减弱、而且变化的磁场,这个变化的磁场又在真空室内激发感生电场,其电场线是在同一平面内的一系列同心圆,产生的感生电场使电子加速.图甲中上部分为侧视图、下部分为俯视图.已知电子质量为、电荷量为,初速度为零,电子圆形轨道的半径为.穿过电子圆形轨道面积的磁通量随时间的变化关系如图乙所示,在时刻后,电子轨道处的磁感应强度为,电子加速过程中忽略相对论效应.

(1)求在时刻后,电子运动的速度大小;

(2)求电子在整个加速过程中运动的圈数;

(3)电子在半径不变的圆形轨道上加速是电子感应加速器关键技术要求.试求电子加速过程中电子轨道处的磁感应强度随时间变化规律.当磁场分布不均匀时,可认为穿过一定面积的磁通量与面积的比值为平均磁感应强度.请进一步说明在电子加速过程中,某一确定时刻电子轨道处的磁感应强度与电子轨道内的平均磁感应强度的关系.

 

(1) (2) (3) 【解析】试题分析:(1)在t0时刻后,电子轨道处的磁感应强度为B0,电子在磁场中作匀速圆周运动,受到洛伦兹力等于向心力 (2)加速后电子的动能为① 感生电场的感应电动势② 电子加速运动一圈获得的能量为③ 电子在整个加速过程中运动的圈数为④ 联立①②③④得 (3)感生电场的电场强度⑤ 电子加速的加速度⑥ t时刻电子的速度为⑦ 此时电子作圆周运动时受到洛伦兹力等于向心力⑧ 联立②⑤⑥⑦⑧得⑨ t时刻的电子轨道内的磁通量为 t时刻的电子轨道内的平均磁感应强度为⑩ 所以由⑨⑩得,t时刻电子轨道处的磁感应强度与电子轨道内的平均磁感应强度的关系为
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考点分析:
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如图所示,质量、长的薄木板静置在水平地面上,质量的小滑块(可视为质点)以速度从木板的左端冲上木板.已知滑块与木板间的动摩擦因数,重力加速度

(1)若木板固定,滑块将木板的右端滑出,求:

a. 滑块在木板上滑行的时间

b. 滑块从木板右端滑出时间的速度

(2)若水平地面光滑,且木板不固定.在小滑块冲上木板的同时,对木板施加一个水平向右的恒力,如果要使滑块不从木板上掉下,力应满足什么条件?(假定滑块与木板之间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)

 

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宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度抛出一个小球,测得小球经时间落回抛出点,已知该星球半径为,万有引力常量为,求:

(1)该星球表面的重力加速度

(2)该星球的密度

(3)该星球的第一宇宙速度

 

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(1)如果保持金属棒在导轨上静止,滑动变阻器接入到电路中的阻值是多少;

(2)如果拿走电源,直接用导线接在两导轨上端,滑动变阻器阻值不变化,求金属棒所能达到的最大速度值;

(3)在第(2)问中金属棒达到最大速度前,某时刻的速度为,求此时金属棒的加速度大小.

 

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(1)带电粒子射出金属板时速度的大小;

(2)在带电粒子通过平行金属板的过程中,电场力所做的功

 

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(1)某同学利用如图甲所示的多用电表测量一个定值电阻的阻值,图中为可调节的部件.该同学的部分操作步骤如下:

①将选择开关调到电阻挡的位置.

②将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,把两笔尖相互接触,调节,使电表指针指向电阻挡的刻线

③将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触,发现多用电表的示数如图乙所示,为了较准确地进行测量,应将选择开关调到电阻挡的________(选填)位置.然后__________________

(2)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时,下列说法正确的是__________________.(单选)

A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大

B.将选择开关调到位置,测量时发现指针位于正中间,则测量值小于

C.多用电表内的电池使用时间太长,电池的电动势会变小,虽能完成调零,但测量值将比真实值略小

 

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