英国物体学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场,如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,环上套一带电荷量为+q的小球,已知磁感强度B随时间均匀增加,其变化率为k,则变化磁场所激发出的感应电动势大小为 ,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球所做功大小是
高三物理填空题中等难度题
英国物体学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场,如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,环上套一带电荷量为的小球,已知磁感强度B随时间均匀增加,其变化率为,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功大小是
A.0 B. C. D.
高三物理选择题简单题查看答案及解析
英国物体学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场,如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,环上套一带电荷量为+q的小球,已知磁感强度B随时间均匀增加,其变化率为k,则变化磁场所激发出的感应电动势大小为 ,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球所做功大小是
高三物理填空题中等难度题查看答案及解析
英国物体学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场,如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,环上套一带电荷量为的小球,已知磁感强度B随时间均匀增加,其变化率为,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功大小是
A. 0 B. C. D.
高三物理选择题简单题查看答案及解析
麦克斯韦电磁理论认为:变化的磁场会在空间激发一种电场,这种电场与静电场不同,称为感生电场或涡旋电场。
在如图甲所示的半径为r的圆形导体环内,存在以圆环为边界竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小随时间的变化关系为B=kt (k>0且为常量)。该变化的磁场会在空间产生圆形 的涡旋电场,如图乙所示,涡旋电场的电场线与导体环具有相同圆心的同心圆,同一电场线 上各点场强大小相同,方向沿切线。导体环中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动,产生感应电流,或者说导体中产生了感应电动势,涡旋电场力充当非静电力,其大小与涡旋电场的场强E关系满足F=Eq。
(1)根据法拉第电磁感应定律,推导导体环中产生的感 应电动势;
(2)在乙图中以圆心O为坐标原点,向右建立一维x 坐标轴,推导在x轴上各处电场强度的大小E与x之间的 函数表达式,在图中定性画出E-x图像;
(3)图丙为乙的俯视图,去掉导体环,在磁场圆形边 界上有M、N两点之间所夹的小圆弧恰为整个圆周 的1/6;将一个带电量为+q的带电小球沿着圆弧分别顺时针、逆时针从M移动到N,求涡旋电场力分别所做的功。在此基础上,对比涡旋 电场和静电场,说明涡旋电场中为什么不存在电势的概念。
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(12分)英国物理学家麦克斯韦认为,变化磁场会在空间激发感生电场,感生电场对自由电荷做功产生感生电动势。如图甲所示,方向竖直向下的磁场磁感应强度均匀增加,磁感应强度B随时间t的变化规律为B=kt(k为常数),这时产生感生电场的电场线是一系列逆时针方向以0为圆心的同心圆,且同一条电场线上各点的场强大小相等。
(1)在垂直磁场的平面内放一半径为r的导体环,求导体环中产生的感生电动势e;
(2)若在垂直磁场的平面内固定一半径为:的光滑绝缘细管,管内有一质量为m、带电量为+q的轻质小球,如图乙所示,使磁感应强度由零开始增大同时小球在感生电场的作用下,从静止开始运动,已知在半径为r的细管内二周产生的感生电动势e与该处感生电场电场强度E的关系为e=E·2πr,求当磁感应强度增大到B0时,细管对小球的弹力。(设小球在运动过程中电荷量保持不变,对原磁场的影响可忽略,不计小球重力。)
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如图8所示,空间存在均沿水平方向且相互直的匀强电场和
匀强磁场,电场方向水平向左,磁场方向垂直纸面 向
里.在电场、磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆
环,环上套有一个带正电的小球,小球可沿圆环自由移动.O
点为圆环的圆心,a、b、c为圆环上的三个点,a点为最高
点,c点为最低点,Ob沿水平方向.已知小球所受电场力
与重力大小相等.现将小球从环的顶端a点由静止释放,
下列判断正确的是
A.当小球运动的弧长为圆周长的1/4时,洛仑兹力最大
B.当小球运动的弧长为圆周长的1/2时,洛仑兹力最大
C.小球从a点到b点,重力势能减小,电势能增大
D.小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小
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如图,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直.在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球,小球可沿圆环自由运动.O点为圆环的圆心,a、b、c为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶端a点由静止释放.下列判断正确的是( )
A.当小球运动的弧长为圆周长的时,洛仑兹力最大
B.当小球运动的弧长为圆周长的时,洛仑兹力最大
C.小球从a点到b点,重力势能减小,电势能增大
D.小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小
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如图,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球,小球可沿圆环自由运动。O点为圆环的圆心,a、b、c为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是 ( )
A. 当小球运动的弧长为圆周长的1/2时,洛伦兹力最大
B. 当小球运动的弧长为圆周长的3/8时,洛伦兹力最小
C. 小球从a点到b点,重力势能减小,电势能增大
D. 小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小
高三物理单选题中等难度题查看答案及解析
如图,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直.在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球,小球可沿圆环自由运动.O点为圆环的圆心,a、b、c为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶端a点由静止释放.下列判断正确的是( )
A.当小球运动的弧长为圆周长的时,洛仑兹力最大
B.当小球运动的弧长为圆周长的时,洛仑兹力最大
C.小球从a点到b点,重力势能减小,电势能增大
D.小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小
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