1.(★★★)如图16-5所示,一闭合矩形金属线框,一半在匀强磁场中,一半在磁场外,要使线框中的感应电流为顺时针,线框应
A.沿x轴正方向平动 B.沿y轴正方向平动
C.沿x轴负方向平动 D.沿y轴负方向平动
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图16-5 图16-6
2.判断闭合电路(或电路中可动部分导体)相对运动类问题的分析策略
在电磁感应问题中,有一类综合性较强的分析判断类问题,主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流,而此电流又处于磁场中,受到安培力作用,从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动.(如例2)对其运动趋势的分析判断可有两种思路方法:
(1)常规法:
据原磁场(B原方向及ΔΦ情况)
确定感应磁场(B感方向)
判断感应电流(I感方向)
导体受力及运动趋势.(见例2)
(2)效果法
由楞次定律可知,感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”,深刻理解“阻碍”的含义.据"阻碍"原则,可直接对运动趋势作出判断,更简捷、迅速.
●歼灭难点训练
1.判断感应电流方向类问题的思路
运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:“一原、二感、三电流”,即为:
(1)明确原磁场:弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况.
(2)确定感应磁场:即根据楞次定律中的"阻碍"原则,结合原磁场磁通量变化情况,确定出感应电流产生的感应磁场的方向.
(3)判定电流方向:即根据感应磁场的方向,运用安培定则判断出感应电流方向.(见例1)
楞次定律所揭示的电磁感应过程中有两个最基本的因果联系,一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系,二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系.抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键.
6.(★★★★★)在其他能源中,核能具有能量大、地区适应性强的优势.在核电站中,核反应堆释放的核能转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能.
(1)核反应方程式
U+
n→
Ba+
Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种,n为中子,X为待求粒子,a为X的个数,则X为________,a=________.以mu、mBa、mKr分别表示
U、
Ba、
Kr核的质量,mn 、mp分别表示中子、质子的质量,c为光在真空中传播的速度,则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=________.
(2)有一座发电能力为P=1.00×106kW的核电站,核能转化为电能的效率η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应,已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10-11J,
U核的质量Mu=390×10-27kg.求每年(1年=3.15×107s)消耗的
U的质量.
5.(★★★★★)太阳现正处于主序星演化阶段,它主要是由电子和
H、
He等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是2e+4
H→
He+释放的能量,这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的
H核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化,假定目前太阳全部由电子和
H核组成.
(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量m1.已知地球半径R=6.4×106 m.地球质量m2=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g= 10 m/s2,1年约为3.2×107 s.试估算目前太阳的质量m1.
(2)已知质子质量mp=1.6726×10-27kg,
He质量mα=6.6458×10-27kg,电子质量me=0.9×10-30kg,光速c=3×108m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.
(3)已知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能ω=1.35×103W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.
4.(★★★★)两个氘核的质量为2.0136 u,氦3的质量为3.0150 u,中子的质量为 1.0087 u.
(1)写出核反应方程.
(2)计算两个氘核聚变释放的能量.
(3)计算1 kg氘完全聚变为氦3所释放的能量,这能量相当于多少煤完全燃烧放出的热能?(煤的燃烧值q=3.344×107 J/kg)
3.(★★★★)处于静止状态的X原子核,经历一次α衰变后变成质量为M的Y原子核.放出的α粒子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场,测得其做圆周运动的半径为r.已知α粒子的质量为m,电量为q,求此衰变过程亏损的质量.
2.(★★★)两个中子和两个质子结合成一个α粒子时,可放出28.30 MeV的能量,三个α粒子结合成一个碳核时,可放出7.26 MeV的能量,由此可以推断:6个中子和6个质子结合成一个碳核时,可释放出能量为________MeV.
1.(★★★)氘核(
H)和氚核(
H)聚合成氦核(
He)的反应方程如下:
H+
H→
He+
n.
设氘核质量为m1,氚核质量为m2,氦核质量为m3,中子质量为m4,则反应过程中释放的能量为
A.(m1+m2-m3)c2
B.(m1+m2-m4)c2
C.(m1+m2-m3-m4)c2
D.(m3+m4-m1-m2)c2
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