人教版高考物理复习物理知识点练习

《涡旋电场的场强大小》涡旋电场的场强大小

1单选题

现代科学研究中常用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备.电子感应加速器主要有上、下电磁铁磁极和环形真空室组成.当电磁铁绕组通以变化的电流时,产生变化的磁场,穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化,这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场,电子将在涡旋电场作用下得到加速.如图所示(上图为侧视图、下图为真空室的俯视图),若电子被“约束”在半径为R的圆周上运动,当电磁铁绕组通有图中所示的电流时(  )

A
若电子沿逆时针运动,保持电流的方向不变,当电流增大时,电子将加速
B
若电子沿顺时针运动,保持电流的方向不变,当电流增大时,电子将加速
C
若电子沿逆时针运动,保持电流的方向不变,当电流减小时,电子将加速
D
被加速时电子做圆周运动的周期不变

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2单选题

如图甲,在半径为R的圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在此区域内,沿水平面固定两根光滑细玻璃管如图乙所示,管1为半径为R的圆弧形ABC,圆心0在区域中心,圆弧ABC所对应的圆心角为120°,管2为直线型ADC.已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图丙所示,在竖直向下的磁感应强度增大过程中,将产生涡旋电场,其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆,同一条电场线上各点的场强大小相等.若两个相同的带正电小球同时由静止从A处释放,沿两管运动到C处所用的时间分别为t$_1$和t$_2$,设小球在运动过程中电量保持不变,对原磁场的影响可忽略.则正确的是(  )

A
t$_1$>t$_2$
B
t$_1$<t$_2$
C
t$_1$=t$_2$
D
条件不足,无法确定

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3多选题

(多选)某同学设计了一利用涡旋电场加速带电粒子的装置,基本原理如图甲所示,上,下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,带电粒子在真空室内做圆周运动,电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化,产生的感生电场使粒子加速,图甲上部分为侧视图,下部分为俯视图,若粒子质量为m,电荷量为q,初速度为零,圆形轨道的半径为R,穿过粒子圆形轨道面积的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙所示,在t_0时刻后,粒子轨道处的磁感应强度为B,粒子加速过程中忽略相对论效应,不计粒子的重力,下列说法正确的是(  )

A
若被加速的粒子为电子,沿如图所示逆时针方向加速,则应在线圈中通以由a到b的电流
B
若被加速的粒子为正电子,沿如图所示逆时针方向加速,则应在线圈中通以由a到b的电流
C
在t_0时刻后,粒子运动的速度大小为$\frac {qBR}{m}$
D
在t_0时刻前,粒子每加速一周增加的动能为$\frac {qΦ}{t}$

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4单选题

如图所示,a、b、c、d为导体圆环的四等分点,圆环的半径为R,一匀强磁场垂直于圆环平面,且磁场的磁感应强度随时间变化规律满足B=kt,则a、b两点间的电压为(  )

A
0
B
$\frac {πkR}{4}$
C
$\frac {3πkR}{4}$
D
πkR_

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5多选题

(多选)如图所示,两个同心导体圆环,半径分别为R、r,以小圆环为边界的区域内有垂直于圆环平面的匀强磁场,当磁感应强度B随时间t按B=kt (其中k为常数)规律变化时,大圆环R与小圆环r中产生的感应电动势分别为E_R、E_r,则(  )

A
E_R=πR_k
B
E_r=πR_k
C
E_R=πr_k
D
E_r=πr_k

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6单选题

如图所示,在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为B=B_0+kt,其中B_0、k为正的常数.在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管,将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放,不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场,则下列说法正确的是(  )

A
从上往下看,小球将在管内沿顺时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为2qkπr
B
从上往下看,小球将在管内沿逆时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为2qkπr
C
从上往下看,小球将在管内沿顺时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为qkπr_
D
从上往下看,小球将在管内沿逆时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为qkπr_

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涡旋电场的场强大小