组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 功和能 > 动能与动能定理 > 动能定理的综合应用 > 应用动能定理求变力的功
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:672 题号:18922894
如图甲所示为工业或医学上用到的电子感应加速器的核心部分侧视图;图乙为真空室俯视图,当图甲中线圈通以变化的电流时,将在真空室所在空间产生变化的磁场,变化的磁场将产生涡旋电场,涡旋电场的方向与感应电流方向的判断方法完全相同。其电场线是一系列以图乙O点为圆心的平行于纸面的同心圆。满足一定条件时,电子枪发射的电子在涡旋电场力的作用下被加速,同时在磁场力作用下绕O点做圆周运动。现建立如图丙所示模型研究电子感应加速器的工作原理:半径为r的光滑绝缘圆管(内外半径之差可忽略)固定在光滑绝缘水平桌面(纸面)内,圆管所包围圆形区域的平均磁感应强度(即磁通量与面积之比)k为正的常数),方向垂直于纸面向外。质量为m、带电量为)的小球(视为质点)在时刻释放。(本题计算过程中,电动势用表示,场强用表示)
(1)求小球在涡旋电场力作用下的绕行方向及转动一周后具有的动能
(2)若纸面内离O点的距离为的范围内的变化磁场为匀强磁场,在的范围内不存在磁场,求)处的涡旋电场的场强
(3)撤去圆管,其余条件不变,为保证小球依然做半径为r的圆周运动,求任意时刻平均磁感应强度B与小球轨迹上的磁感应强度的比值。

相似题推荐

解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图,一个质量m=0.5 kg的小车(可视为质点)在水平直轨道上以恒定功率P=2 W从O点静止出发,2.5 s后关闭发动机,继续滑行一段距离之后从A点水平抛出,恰好从圆环BCDB点沿切线方向进入圆环,经圆环BCD从圆环的最高点D飞出后恰好又落到B点.已知OA的长度L=1 m,圆环的半径R=0.4 m,且AD两点在同一水平线上,BC弧对应的圆心角θ=60°,重力加速度为g=10 m/s2,不计空气阻力和圆环细管的直径.

(1)小车在直轨道上所受阻力为车重的多少?
(2)求在D点处圆环管壁对小车的作用力;
(3)求小车在整个运动过程中克服阻力做的功.
2018-10-19更新 | 288次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】某学习小组对一辆自制小遥控汽车的性能进行研究.他们让这辆汽车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v–t图,已知小车在0~t s内做匀加速直线运动,t~10 s内小车牵引力的功率保持不变,且7~10 s为匀速直线运动;在10 s末停止遥控,让小车自由滑行,小车质量m=1 kg,整个过程小车受到的阻力Ff大小不变.求:

(1)小车受到阻力Ff的大小.
(2)在t~10 s内小车牵引力功率P
(3)小车在加速运动过程中的总位移x
2018-02-12更新 | 639次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】有些朋友喜欢去赶红绿灯,也就是看着是绿灯就加速开过去,但是快开到发现变灯了,就急刹车决定不过了,很可能造成后方车辆来不及反应,发生追尾事故。所以为了自己和他人的安全考虑,过红绿灯时一定要减速慢行,切忌急刹车。现有一司机正以54km/h匀速行驶,发现平直公路前方有一红绿灯路口。然后立即刹车。刹车过程中,汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图中的图线。图中,时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶),时间段为刹车系统的启动时间,;从时刻开始汽车的刹车系统稳定工作,阻力为车重的0.5倍,正好遇到红灯停在停车线内,设汽车质量为,取;求:
(1)时刻的速度;
(2)从时刻开始,第3s内的位移;
(3)内阻力的功率。
2021-10-20更新 | 479次组卷
共计 平均难度:一般