题目内容
11.电子感应加速器主要工作部件如图所示:上、下为两个电磁铁,磁极之间有一个环形真空室,横截面俯视图如图甲所示,将电子从电子枪右端注入真空室,电磁铁线圈电流的大小、方向都可以改变,产生感生电场使电子在某段时间内被加速.若线圈中通入的电流i(部件图中电流方向为正)随时间t变化的关系如图乙所示.已知在t=0时刻注入真空室的电子可在0~$\frac{T}{2}$内做轨道不变的圆周运动.不考虑电子质量的变化,关于0~$\frac{T}{4}$内下列说法中正确的是( )| A. | 真空室内产生的感应电场的方向在图甲中沿顺时针方向 | |
| B. | 真空室内的磁场方向垂直电子轨道平面竖直向上 | |
| C. | 电子在运动时的加速度始终指向圆心 | |
| D. | 电子在图甲中沿逆时针方向做圆周运动且被加速 |
分析 根据电流变化得到磁通量变化,进而得到磁感应强度变化及感应电流的方向,然后由洛伦兹力做向心力得到速度变化,进而得到加速度方向.
解答 解:AB、在0~$\frac{T}{4}$内电流增大,由右手定则可知电流产生的感应磁场方向向上,那么,电流增加,磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流为顺时针方向阻碍磁通量的变化,故AB正确;
CD、电子可在0~$\frac{T}{2}$内做轨道不变的圆周运动,那么洛伦兹力指向圆心,又有真空室内的磁场方向垂直电子轨道平面竖直向上,那么由左手定则可知,电流方向为逆时针方向,又有磁感应强度在0~$\frac{T}{4}$内不断增大,那么,由洛伦兹力做向心力,$Bvq=\frac{m{v}^{2}}{R}$可知,速度v增大,即电子加速运动,所以,电子的加速度在垂直速度方向和沿速度方向都不为零,那么加速度方向并不指向圆心,故C错误,D正确;
故选:ABD.
点评 物体做圆周运动,半径不变,则合外力在垂直速度方向上的分量刚好等于向心力.
练习册系列答案
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11.2017年4月1日,世界铁人三项IR0NMAN70.3中国揭幕战在广西柳州市拉开序幕.其中跑步比赛路线为:起点窑埠古镇→蟠龙路→东堤路→壶东大桥→滨江东路→在文昌大桥西桥底折返→沿原路返回终点窑埠古镇(跑两圈),共计沿柳江河岸跑步21.2km.下面有关叙述正确的是( )
| A. | 所有跑完全程的运动员的平均速度均为0 | |
| B. | 跑完全程用时最短的运动员平均速度最大 | |
| C. | 运动员跑完全程的路程为0 | |
| D. | 运动员跑完全程的位移为21.2km |
6.
如图所示,在光滑绝缘的水平面上方,有两个方向相反的水平方向的匀强磁场,PQ为两磁场的边界,磁场范围足够大,磁感应强度的大小分别为B1=B,B2=3B,一个竖直放置的边长为a,质量为m,电阻为R的正方向金属线框,以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动,当线框运动到在每个磁场中各有一半的面积时,线框的速度为$\frac{v}{2}$,则下列判断正确的是( )
| A. | 此过程中通过线框截面的电量为$\frac{{2B{a^2}}}{R}$ | |
| B. | 此过程中克服安培力做的功为$\frac{1}{4}m{v^2}$ | |
| C. | 此时线框的加速度为$\frac{{8{B^2}{a^2}v}}{mR}$ | |
| D. | 此时线框中的电功率为$\frac{{3{B^2}{a^2}{v^2}}}{4R}$ |
16.
如图所示,平行导轨间距离为L,导轨间接有电阻R,其余电阻不计,匀强磁场与轨道平面垂直,磁场的磁感应强度为B.金属杆ab长为2L,金属杆与导轨密切接触.在杆以a端为轴紧靠导轨由图示竖直位置转过90°的过程中,通过电阻R的感应电荷量为( )
| A. | 0 | B. | $\frac{{\sqrt{3}BL}^{2}}{2R}$ | C. | $\frac{{πBL}^{2}}{R}$ | D. | $\frac{{2BL}^{2}}{R}$ |
3.
如图所示,在足够高的水平桌面上放置两条相距L的平行且无限长的粗糙金属导轨ab和cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连,其余电路电阻不计,金属滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动.整个装置放于匀强磁场中,磁场方向竖直向上,磁感应强度的大小为B.滑杆的中点系一不可伸长足够长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一质量为m的物块相连,绳处于拉直状态,现若从静止开始释放物块,用I表示稳定后回路中的感应电流,g表示重力加速度,设滑杆在运动中所受阻力恒为f,则在物体下落过程中( )
| A. | 物体的最终速度$\frac{(mg-f)R}{BL}$ | |
| B. | 物体的最终速度$\frac{{I}^{2}R}{mg-f}$ | |
| C. | 稳定后物体重力的功率I2R | |
| D. | 物体重力的最大功率为$\frac{mg(mg-f)R}{{B}^{2}{L}^{2}}$ |
1.
如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边大于bc边,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次分别在相同拉力作用下匀速地完全进入磁场,方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1;拉力功率为p1;第二次bc边平行MN进入磁场.线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,拉力功率为p2,则( )
| A. | Q1>Q2,q1=q2,p1>p2 | B. | Q1>Q2,q1=q2,p1<p2 | ||
| C. | Q1<Q2,q1=q2,p1<p2 | D. | Q1<Q2,q1>q2,p1>p2 |