题目内容

【题目】如图所示,三条平行虚线位于纸面内,中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向。菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直,磁场宽度与对角线AC长均为d,现使线框沿AC方向匀速穿过一磁场,以逆时针方向为感应电流的正方向,则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中,线框中电流i随时间t的变化关系,以下可能正确的是

【答案】D

【解析】

试题分析:线圈在进磁场的过程中,根据楞次定律可知,感应电流的方向沿逆时针方向,为正值,在通过两个磁场的分界线时,根据楞次定律可知,感应电流的方向沿顺时针方向,为负值,线圈出磁场的过程中,根据楞次定律知,感应电流的方向为逆时针,为正值,故AC错误;设,在线圈进入磁场一半的过程中,切割的有效长度均匀增大,感应电动势均匀增大,则感应电流均匀增大,当BD刚进入磁场时,感应电流最大为;在线圈进入磁场全部过程中,切割的有效长度均匀减小,感应电动势均匀减小,则感应电流均匀减小至零;线圈通过两个磁场的分界线时,切割的有效长度先均匀增大,感应电流均匀增大,当BD通过磁场分界线时,感应电流最大为,后均匀减小至零;在线圈出磁场一半的过程中,在线圈全部出磁场的过程中,切割的有效长度先均匀增大后均匀减小,感应电流先均匀增大后均匀减小,此过程感应电流最大为故D正确B错误

练习册系列答案
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【题目】随着科学技术水平的不断进步,相信在不远的将来人类能够实现太空移民。为此,科学家设计了一个巨型环状管道式空间站。空间站绕地球做匀速圆周运动,人们生活在空间站的环形管道中,管道内部截面为圆形,直径可达几千米,如图(a)所示。已知地球质量为M,地球半径为R,空间站总质量为mG为引力常量。

1)空间站围绕地球做圆周运动的轨道半径为2R,求空间站在轨道上运行的线速度大小;

2)为解决长期太空生活的失重问题,科学家设想让空间站围绕通过环心并垂直于圆环平面的中心轴旋转,使在空间站中生活的人们获得人工重力。该空间站的环状管道内侧和外侧到转动中心的距离分别为r1r2,环形管道壁厚度忽略不计,如图(b)所示。若要使人们感受到的人工重力与在地球表面上受到的重力一样(不考虑重力因地理位置不同而产生的差异且可认为太空站中心轴静止),则该空间站的自转周期应为多大;

3)为进行某项科学实验,空间站需将运行轨道进行调整,先从半径为2R的圆轨道上的A点(近地点)进行第一次调速后进人椭圆轨道。当空间站经过椭圆轨道B点(远地点)时,再进行第二次调速后最终进人半径为3R的圆轨道上。若上述过程忽略空间站质量变化及自转产生的影响,且每次调速持续的时间很短。

请说明空间站在这两次调速过程中,速度大小是如何变化的;

若以无穷远为引力势能零点,空间站与地球间的引力势能为,式中r表示空间站到地心的距离,求空间站为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量。

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