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        1. 精英家教網(wǎng)如圖所示,矩形導(dǎo)線圈邊長分別為L1、L2,共有N匝,內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于線圈所在平面向里,線圈通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板,兩板間的距離為d,板長為L.t=0時.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從B0開始均勻變化.同時一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子從兩板間的中點(diǎn)以水平初速度v0向右進(jìn)入兩板間,不計重力,若該粒子恰能從上板的右端射出,則:
          (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率k多大?
          (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時間t應(yīng)滿足什么關(guān)系?
          (3)兩板間電場對帶電粒子做的功為多少?
          分析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,求出感應(yīng)電動勢大小,再由牛頓第二定律與運(yùn)動學(xué)公式,即可求解;
          (2)根據(jù)第(1)問題的磁場變化率,從而求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時間t應(yīng)滿足關(guān)系.
          (3)根據(jù)做功表達(dá)式W=qU,與極板電勢差可求出電場力做功.
          解答:解:(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大。
          即為:E=N
          △?
          △t
          =NL1L2
          △B
          △t
          =NL1L2k;
          兩板間電壓為:U=E
          粒子在極板間的加速度為:a=
          qE
          m
          =
          qU
          md

          粒子通過平行金屬板的時間為t0
          則有:L=v0t0;
          d
          2
          =
          1
          2
          at2

          由上式聯(lián)立可解得:k=
          md2
          v
          2
          0
          NqL1L2L2

          (2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從B0開始均勻變化,
          則有:B=B0+kt=B0+
          md2
          v
          2
          0
          NqL1L2L2
          t
          (3)電場力對帶電粒子所做的功W,則有:W=
          1
          2
          qU

          由上式可聯(lián)立解得:W=
          md2
          v
          2
          0
          2L2

          答:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率k=
          md2
          v
          2
          0
          NqL1L2L2
          ;
          (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時間t應(yīng)滿足B=B0+
          md2
          v
          2
          0
          NqL1L2L2
          t;
          (3)兩板間電場對帶電粒子做的功為
          md2
          v
          2
          0
          2L2
          點(diǎn)評:本題有較強(qiáng)的綜合性,將電磁感應(yīng)、電容器和帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)等知識點(diǎn)有機(jī)的結(jié)合起來.
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源:山西省康杰中學(xué)2010-2011學(xué)年高二下學(xué)期期中試題物理試卷 題型:021

          如圖所示,矩形導(dǎo)線圈abcd通過導(dǎo)體桿搭接在金屬導(dǎo)軌EF和MN上,整個裝置放在如圖的勻強(qiáng)磁場中.當(dāng)線框向右運(yùn)動時,下面說法正確的是

          A.

          R中無電流.

          B.

          R中有電流,方向為E→M.

          C.

          ab中無電流.

          D.

          ab中有電流,方向為b→a.

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          科目:高中物理 來源:2012屆廣東省汕頭市達(dá)濠中學(xué)高二下學(xué)期期中考試(理)物理試卷(帶解析) 題型:實驗題

          (1)一水平放置的矩形線圈abcd在條形磁鐵S極附近下落,在下落過程中,線圈平面保持水平,如圖10所示,位置1和3都靠近位置2,則線圈從位置1到位置2的過程中,線圈內(nèi)      感應(yīng)電流,線圈從位置2至位置3的過程中,線圈內(nèi)      感應(yīng)電流。(填:“有”或“無”)

          (2)如圖24所示,導(dǎo)線圈A水平放置,條形磁鐵在其正上方,N極向下且向下移近導(dǎo)線圈的過程中,導(dǎo)線圈A中的感應(yīng)電流方向是              ,導(dǎo)線圈A所受磁場力的方向是          。若將條形磁鐵S極向下,且向上遠(yuǎn)離導(dǎo)線框移動時,導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流方向是            ,導(dǎo)線框所受磁場力的方向是         。

          (3)如圖15為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置.

          ①將圖中所缺導(dǎo)線補(bǔ)接完整.
          ②如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下,那么合上開關(guān)后:
          A.將原線圈迅速插入副線圈時,靈敏電流計指針將________.(填“向左偏轉(zhuǎn)一下”或“向右偏轉(zhuǎn)一下”或“不偏轉(zhuǎn)”)
          B.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時,靈敏電流計指針________.(填“向左偏轉(zhuǎn)一下”或“向右偏轉(zhuǎn)一下”或“不偏轉(zhuǎn)”)

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          科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年廣東省汕頭市高二下學(xué)期期中考試(理)物理試卷(解析版) 題型:實驗題

          (1)一水平放置的矩形線圈abcd在條形磁鐵S極附近下落,在下落過程中,線圈平面保持水平,如圖13所示,位置1和3都靠近位置2,則線圈從位置1到位置2的過程中,線圈內(nèi)       感應(yīng)電流,線圈從位置2至位置3的過程中,線圈內(nèi)       感應(yīng)電流。(填:“有”或“無”)

          (2)如圖14所示,導(dǎo)線圈A水平放置,條形磁鐵在其正上方,N極向下且向下移近導(dǎo)線圈的過程中,導(dǎo)線圈A中的感應(yīng)電流方向是               ,導(dǎo)線圈A所受磁場力的方向是           。若將條形磁鐵S極向下,且向上遠(yuǎn)離導(dǎo)線框移動時,導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流方向是             ,導(dǎo)線框所受磁場力的方向是          。

          (3)如圖15為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置.

             ①將圖中所缺導(dǎo)線補(bǔ)接完整.

          ②如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下,那么合上開關(guān)后:

          A.將原線圈迅速插入副線圈時,靈敏電流計指針將________.(填“向左偏轉(zhuǎn)一下”或“向右偏轉(zhuǎn)一下”或“不偏轉(zhuǎn)”)

          B.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時,靈敏電流計指針________.(填“向左偏轉(zhuǎn)一下”或“向右偏轉(zhuǎn)一下”或“不偏轉(zhuǎn)”)

           

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          科目:高中物理 來源:安徽省期中題 題型:單選題

          如圖所示,矩形導(dǎo)線圈abcd通過導(dǎo)體桿搭接在金屬導(dǎo)軌EF和MN上,整個裝置放在如圖的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)線框向右運(yùn)動時,下面說法正確的是
          [     ]
          A. R中無電流
          B. R中有電流,方向為E→M
          C. ab中無電流
          D. ab中有電流,方向為a→b

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          科目:高中物理 來源:期末題 題型:不定項選擇

          如圖所示,矩形導(dǎo)線圈abcd通過導(dǎo)體桿搭接在金屬導(dǎo)軌EF和MN上,整個裝置放在如圖的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)線框向右運(yùn)動時,下面說法正確的是
          [     ]
          A. R中無電流
          B. R中有電流,方向為E→M
          C. ab中無電流
          D. ab中有電流,方向為b→a

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