如图所示,不可伸长的绝缘轻绳长为R,一端系于O点,另一端系一质量为m、电量为+q的点电荷,点电荷可在xoy平面内绕O点做半径为R的圆周运动,如图甲所示,本题计算中忽略点电荷的
◎ 题目
如图所示,不可伸长的绝缘轻绳长为R,一端系于O点,另一端系一质量为m、电量为+q的点电荷,点电荷可在xoy平面内绕O点做半径为R的圆周运动,如图甲所示,本题计算中忽略点电荷的重力。⑴当点电荷以速率v0沿y方向通过A(R,0)点的瞬间,在空间中加沿x轴正方向的匀强电场E0,要使点电荷能做完整的圆周运动,电场强度E0需满足何条件?⑵在⑴问中,其他条件不变,将空间中的电场用垂直于xoy平面向里的匀强磁场B0需满足何条件?⑶变化的磁场周围激发感生电场,若上述磁场随时间均匀,会在点电荷运动的圆形轨道上产生一个环形电场,其电场线是闭合的,各点场强大小相等。现在空间加一垂直xoy平面向里的匀强磁场,其磁感强度B变化情况如图乙所示,t=0时刻点电荷的速率为v0,轻绳一直处于伸直状态。试求0~T时间内,轨道中形成的感生电场E感的大小,并在图丙中作出点电荷在0~5T时间内v~t图象,要求写出主要的分析过程。 |
◎ 答案
⑴E0≤ ⑵B0≤ ⑶E感= |
◎ 解析
⑴点电荷运动到最左端时绳子张力最小,设此时速度大小为 v,由动能定理有 —qE0×2R= ① 点电荷在最左端:qE0+F= ② 当F≥0时,解得:E0≤ ⑵磁场垂直纸面向内,对点电荷产生的洛伦兹力始终指向圆心,对任一点有: Bqv0+F’= 得F’=—Bqv0 当F’≥0时,解得:B0≤ ⑶0到T:E=, 产生的感生电场E感= ①0到T内:磁感强度均匀增加,产生的感生电场大小一定,点电荷在圆形轨道上做匀加速圆周运动,加速度 a= 经时间T后,速度大小为v1=v0+aT=v0+ ②T到2T内:磁感强度不变,产生的感生电场为0,点电荷在圆形轨道上做匀速圆周运动,速度v1不变。 ③2T到4T内:磁感强度均匀减小,产生的感生电场大小一定,点电荷在圆形轨道上做匀减速圆周运动, 经过2T,v2=v1—a’2T=V0+—= V0 ④4T到5T内:磁感强度不变,产生的感生电场为0,点电荷在圆形轨道上做匀速圆周运动,速度v0不变。 V—t图象如图所示。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,不可伸长的绝缘轻绳长为R,一端系于O点,另一端系一质量为m、电量为+q的点电荷,点电荷可在xoy平面内绕O点做半径为R的圆周运动,如图甲所示,本题计算中忽略点电荷的…”主要考查了你对 【电磁感应现象中的磁变类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
- 相关内容
- 网友推荐
- 图文推荐
上一篇:一个环形线圈放在磁场中,设第1秒内磁感线垂直于线圈平面向里,如图(甲)所示,若磁感强度B随时间t的变化的关系如(乙),那么在第2秒内线圈中的感应电流的大小和方向是()A.大小
下一篇:如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,左端通过导线与阻值为2Ω的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接;在CDEF矩形区域内有
零零教育社区:论坛热帖子
[家长教育] 妇产科专家告诉你:到底多大年龄,才算高龄产妇?不妨提前了解下 (2023-03-11) |
[高考] 2022 西安电子科技大学《软件工程》大作业答案 (2022-04-25) |
[家长教育] 孩子为什么会和父母感情疏离? (2019-07-14) |
[教师分享] 给远方姐姐的一封信 (2018-11-07) |
[教师分享] 伸缩门 (2018-11-07) |
[教师分享] 回家乡 (2018-11-07) |
[教师分享] 是风味也是人间 (2018-11-07) |
[教师分享] 一句格言的启示 (2018-11-07) |
[教师分享] 无规矩不成方圆 (2018-11-07) |
[教师分享] 第十届全国教育名家论坛有感(二) (2018-11-07) |