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如图(a)所示,半径为r1的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B0,磁场方向垂直纸面向里,半径为r2的阻值为R的金属圆环与磁场同心放置,圆环与阻值也为R的电阻R1连结成闭合回路,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与导线的电阻不计,
(1)若棒以v0的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过R1的电流大小与方向;
(2)撤去中间的金属棒MN,若磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,求0至t0时间内通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.
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分析:(1)根据棒切割磁感线,从而产生感应电动势,并由欧姆定律,即可求解;
(2)由B-t图象的斜率读出磁感应强度的变化率
△B
△t
,由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势,由欧姆定律求出感应电流的大小,由楞次定律判断出感应电流的方向.由公式q=It求出通过电阻R1上的电量q,由焦耳定律求出电阻R1上产生的热量.
解答:解:(1)由法拉第电磁感应定律,则有ε=2B0r1v0,
根据欧姆定律,解得:I=
ε
R+
R
2
=
2ε
3R
=
4B0r1v0
3R
,方向a→b
(2)由图象分析可知,0至t时间内  
△B
△t
=
B0
t0

由法拉第电磁感应定律有ε=
△φ
△t
=S
△B
△t

而S=πr12
由闭合电路欧姆定律有I=
ε
2R

联立以上各式解得:通过电阻R1上的电流大小为I1=
B0π
r
2
1
2Rt0

通过电阻R1的电量q=I1t1=
B0π
r
2
1
2R

电阻R1上产生的热量  Q=I12R1t1=
B
2
0
π2
r
4
1
4Rt0

 答:(1)若棒以v0的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过R1的电流大小
4B0r1v0
3R
与方向a→b;
(2)撤去中间的金属棒MN,若磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,求0至t0时间内通过电阻R1上的电量
B0π
r
2
1
2R

及电阻R1上产生的热量
B
2
0
π2
r
4
1
4Rt0
.
点评:本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律的综合应用,应用法拉第定律时要注意s是有效面积,并不等于线圈的面积.
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如图(a)所示,电子从加速电场的O点发出(初速不计),经电压为U1的加速电场加速后沿中心线进入两平行金属板M、N间的匀强电场中,通过电场后打到荧光屏上的P点处,设M、N板间的电压为U2,两极板间距离与板长相等,均为L1,板的右端到荧光屏的距离为L2,已知U1=200V,U2=300V,L1=6cm,L2=21cm,电子的比荷e/m=1.8×1011C/kg.求:
(1)电子离开偏转电场时的偏角θ的正切函数值tanθ(若可以求出具体角度也行);
(2)电子打到荧光屏上的位置P偏离荧光屏中心O′的距离Y;
(3)若撤去M、N间的电压U2,而在两平行板间直径为L1的圆形区域内加一方向垂直纸面向里的匀强磁场(如图b所示,圆心恰好在平行板的正中间),要使电子通过磁场后仍打在荧光屏上的P点处,则电子在磁场中的轨道半径为多大?磁感应强度B的大小为多大?

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(2012?徐州一模)如图(a)所示,在真空中,半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向与纸面垂直.在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离也为b,板长为2b,两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上,两板左端与O1也在同一直线上.有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子,以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进入磁场,当从圆周上的O1点飞出磁场时,给M、N板加上如图(b)所示电压u.最后粒子刚好以平行于N板的速度,从N板的边缘飞出.不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力.
(1)求磁场的磁感应强度B;
(2)求交变电压的周期T和电压U0的值;
(3)若t=
T2
时,将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1,仍以速率v0射入M、N之间,求粒子从磁场中射出的点到P点的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图(a)所示,半径为r1的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B0,磁场方向垂直纸面向里,半径为r2的阻值为R的金属圆环与磁场同心放置,圆环与阻值也为R的电阻R1连结成闭合回路,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与导线的电阻不计,
(1)若棒以v0的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过R1的电流大小与方向;
(2)撤去中间的金属棒MN,若磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,求0至t0时间内通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.

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科目:高中物理 来源:2010年上海市奉贤区高考物理一模试卷(解析版) 题型:解答题

如图(a)所示,半径为r1的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直纸面向里,半径为r2的阻值为R的金属圆环与磁场同心放置,圆环与阻值也为R的电阻R1连结成闭合回路,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与导线的电阻不计,
(1)若棒以v的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过R1的电流大小与方向;
(2)撤去中间的金属棒MN,若磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t和B,求0至t时间内通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.

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