名校
1 . 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。
(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。
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2 . 利用物理模型对问题进行分析,是重要的科学思维方法。
(1)原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子核外的电子以角速度绕核做匀速圆周运动,电子的电荷量为e,求等效电流I的大小。
(2)如图所示,由绝缘材料制成的质量为m、半径为R的均匀细圆环,均匀分布总电荷量为Q的正电荷。施加外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动,角速度随时间t均匀增加,即(为已知量)。不计圆环上的电荷作加速运动时所产生的电磁辐射。
a.求角速度为时圆环上各点的线速度大小v以及此时整个圆环的总动能;
b.圆环转动同样也形成等效的环形电流,已知该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比,比例系数为k(k为已知量)。由于环加速转动形成的瞬时电流及其产生的磁场不断变化,圆环中会产生感应电动势,求此感应电动势的大小E;
c.设圆环转一圈的初、末角速度分别为和,则有。请在a、b问的基础上,通过推导证明圆环每转一圈外力所做的功W为定值。
(1)原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子核外的电子以角速度绕核做匀速圆周运动,电子的电荷量为e,求等效电流I的大小。
(2)如图所示,由绝缘材料制成的质量为m、半径为R的均匀细圆环,均匀分布总电荷量为Q的正电荷。施加外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动,角速度随时间t均匀增加,即(为已知量)。不计圆环上的电荷作加速运动时所产生的电磁辐射。
a.求角速度为时圆环上各点的线速度大小v以及此时整个圆环的总动能;
b.圆环转动同样也形成等效的环形电流,已知该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比,比例系数为k(k为已知量)。由于环加速转动形成的瞬时电流及其产生的磁场不断变化,圆环中会产生感应电动势,求此感应电动势的大小E;
c.设圆环转一圈的初、末角速度分别为和,则有。请在a、b问的基础上,通过推导证明圆环每转一圈外力所做的功W为定值。
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3 . 已知在一个面积为S的平面闭合线圈的范围内,有一随时间变化的均匀磁场,则此闭合线圈内的感应电动势E________ 。
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4 . 尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中,通以相同变化率的磁通量,当不计环的自感时,环中( )
A.感应电动势不同 | B.感应电动势相同,感应电流相同 |
C.感应电动势不同,感应电流相同 | D.感应电动势相同,感应电流不同 |
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5 . 如图,闭合单匝金属线框曲线部分恰好是半个周期的正弦曲线,直线部分长度为,线框最高点离直线部分的距离为,线框电阻为。若线框从图示位置开始以的速度匀速进入足够大的磁感应强度大小为的匀强磁场(磁场方向垂直于纸面向里,线框直线部分始终与磁场右边界垂直),则从线框开始进入磁场到完全进入磁场的过程中,下列说法正确的是( )
A.线框中感应电流沿顺时针方向 |
B.线框中电动势的最大值为 |
C.线框中电流随时间变化的关系式为 |
D.线框产生的焦耳热为 |
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6 . 如图所示,在圆柱形区域内有匀强磁场,磁场方向垂直纸面指向纸里,磁感应强度B随时间均匀增大。在纸面内放置一均匀正三角形金属导线框OAB,其中O点为磁场区域的圆心。变化的磁场产生涡旋电场的电场线沿以O点圆心的圆周。则( )
A.感生电场只分布在圆柱形区域内 |
B.沿感生电场电场线方向电势降低 |
C.导线AO中产生感应电动势 |
D.AB间的电压是AO电压的两倍 |
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名校
7 . 如图所示,一块永磁体在光滑斜面上沿着一螺线管的轴线做直线运动。螺线管外的轴线上存在p、q两点(p、q两点到螺线管边缘的距离相等)。一灯泡与螺线管串联,灯泡在永磁体通过p点时的亮度要大于永磁体通过q点时的亮度。忽略永磁体的尺寸,下列说法中正确的( )
A.永磁体在p点时的速度小于在q点时的速度 |
B.永磁体在p点时的机械能小于在q点时的机械能 |
C.若将灯泡换成一发光二极管,则永磁体在通过p和q时该二极管不会都发光 |
D.若将永磁体的极性对调,则在其通过q点时灯泡的亮度将大于其通过p点时的亮度 |
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2023-04-22更新
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939次组卷
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3卷引用:浙江省天域全国名校协作体2022-2023学年高三下学期4月阶段性联考物理试题
浙江省天域全国名校协作体2022-2023学年高三下学期4月阶段性联考物理试题(已下线)第24讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练(全国通用)2024届浙江省宁波市镇海中学高三下学期5月阶段性考试(三模)物理试题
知识点填空题
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较易(0.85)
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8 . 电场强度的定义式:___________ ;电势差的定义式:___________ ;电流的定义式:___________ ;电容的定义式:___________ ;闭合电路欧姆定律的表达式:___________ ;磁感应强度的定义式:___________ ;法拉第电磁感应定律公式:___________ ;正(余)弦式交变电流最大值表达式:___________ ;理想变压器原副线圈电压与匝数的关系式:___________ ;动能定理表达式:___________ 。
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名校
9 . 如图所示为手机的无线充电原理示意图。正常工作状态下,输入电压为220V时,接收线圈的电压为8V。已知发射线圈的匝数为1100匝,装置的磁通量损耗约为。下列说法正确的是( )
A.接收线圈的匝数为40匝 |
B.两线圈中交变电流的频率不相同 |
C.让手机略微远离充电装置,接收线圈的电压不变 |
D.相比有线充电器,该装置能量损耗率更高 |
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2023-04-13更新
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935次组卷
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4卷引用:2023届浙江省台州市高三下学期第二次教学质量评估物理试题
2023届浙江省台州市高三下学期第二次教学质量评估物理试题(已下线)11.交变电流-2023年浙江二模分类汇编(已下线)第26讲 变压器 电能的输送-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练(全国通用)广州市番禺区番禺中学2023-2024学年高三上学期段考物理试题
10 . 正方体的上表面水平,沿其中心线放置一根通有恒定电流的长直导线,一闭合金属小圆环沿不同方向以相同速率做匀速直线运动,运动过程中圆环平面始终水平。下列说法正确的是( )
A.与c的磁感应强度大小相等,方向相反 |
B.小圆环的圆心从ad边的中点竖直向上运动时,小圆环中无感应电流 |
C.小圆环的圆心从移到过程中,穿过小圆环的磁通量先增加后减少 |
D.小圆环的圆心从a移到与从移到c,小圆环的平均感应电动势相等 |
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