在勻強(qiáng)磁場中有一個半徑為r的n匝圓形線圈,總電阻為R,線圈與一個電荷量計串聯(lián).線圈平面與磁感線垂直.當(dāng)線圈由原位置迅速翻轉(zhuǎn)180°過程中,電荷量計顯示通過線圈的電荷量為q.由此可知該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為( )
A.
B.
C.
D.
【答案】分析:線圈翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n可求出感應(yīng)電動勢大小,再由閉合電路歐姆定律I=可求出感應(yīng)電流大小,根據(jù)電量的公式q=It,可列出關(guān)于電荷量的表達(dá)式,從而可得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。
解答:解:由法拉第電磁感應(yīng)定律:線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=n
由閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流 I=
根據(jù)電量的公式q=It,可得q=n
由于開始線圈平面與磁場垂直,現(xiàn)把探測圈翻轉(zhuǎn)180°,則磁能量的變化△Φ=2BS=2B?πr2
所以由上公式可得:q=n,
則得 B=
故選B
點評:考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、電量表達(dá)式,同時注意磁通量雖然是標(biāo)量,但注意線圈分正反面,從而導(dǎo)致磁通量有正負(fù).還有磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān),但感應(yīng)電動勢與線圈匝數(shù)有關(guān).
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

在高能物理研究中,粒子加速器起著重要作用,而早期的加速器只能使帶電粒子在高壓電場中加速一次,因而粒子所能達(dá)到的能量受到高壓技術(shù)的限制.1930年,Earnest O.Lawrence博士提出了回旋加速器的理論,他設(shè)想用磁場使帶電粒子沿圓弧形軌道旋轉(zhuǎn),多次反復(fù)地通過高頻加速電場,直至達(dá)到高能量,圖甲為他設(shè)計的回旋加速器的示意圖.它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成,兩個D形盒正中間開有一條狹縫,兩個D型盒處在勻強(qiáng)磁場中并接有高頻交變電壓.圖乙為俯視圖,在D型盒上半面中心S處有一正離子源,它發(fā)出的正離子,經(jīng)狹縫電壓加速后,進(jìn)入D型盒中,在磁場力作用下運動半周,再經(jīng)狹縫電壓加速;為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速,應(yīng)設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致.如此周而復(fù)始,最后到達(dá)D型盒的邊緣,獲得最大速度后被束流提取裝置提取.設(shè)被加速的粒子為質(zhì)子,質(zhì)子的電荷量為q,質(zhì)量為m,加速時電極間電壓大小恒為U,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,D型盒的半徑為R,狹縫之間的距離為d,質(zhì)子從離子源出發(fā)時的初速度為零,分析時不考慮相對論效應(yīng).

(1)求質(zhì)子經(jīng)第1次加速后進(jìn)入一個D形盒中的回旋半徑與第2次加速后進(jìn)入另一個D形盒后的回旋半徑之比;
(2)若考慮質(zhì)子在狹縫中的運動時間,求質(zhì)子從離開離子源到被第n次加速結(jié)束時所經(jīng)歷的時間;
(3)若要提高質(zhì)子被此回旋加速器加速后的最大動能,可采取什么措施?
(4)若使用此回旋加速器加速氘核,要想使氘核獲得與質(zhì)子相同的最大動能,請你通過分析,提出一個簡單可行的辦法.

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科目:高中物理 來源: 題型:

一個圓柱形玻璃管里面剛好裝了半管水銀,水銀質(zhì)量為m,玻璃管水平固定在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如圖所示為玻璃管的截面圖.如有電流I通過水銀向紙內(nèi)方向流過,當(dāng)水銀面再次平衡時,測得水銀面上表面片豎直方向夾角為α,求此時水銀受到的安培力及玻璃管對水銀的支持力.

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科目:高中物理 來源: 題型:

圖甲所示為回旋加速器的原理示意圖,一個扁圓柱形的金屬盒子,盒子被分成兩半(D形電極),分別與高壓交變電源的兩極相連,在裂縫處形成一個交變電場,高壓交流電源的U-t圖象如圖乙所示,圖中U(×104V),t (×10-7s),在兩D形電極裂縫的中心靠近其中一個D形盒處有一離子源K,D形電極位于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于D形電極所在平面,由下向上.從離子源K發(fā)出的氘核,在電場作用下,被加速進(jìn)入盒中.又由于磁場的作用,沿半圓形的軌道運動,并重新進(jìn)入裂縫.這時恰好改變電場方向,氘核在電場中又一次加速,如此不斷循環(huán)進(jìn)行,最后在D形盒邊緣被特殊裝置引出.(忽略氘核在裂縫中運動的時間)
(1)寫出圖乙所示的高壓交流電源的交流電壓瞬時值的表達(dá)式;
(2)將此電壓加在回旋加速器上,給氘核加速,則勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度應(yīng)為多少?
(3)若要使氘核獲得5.00MeV的能量,需要多少時間?(設(shè)氘核正好在電壓達(dá)到峰值時通過D形盒的狹縫)
(4)D形盒的最大半徑R.

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科目:高中物理 來源:物理教研室 題型:022

如圖所示,回旋加速器的核心部分是______,它們就像沿直徑把一圓形金屬盒切成兩半再拉開一個窄縫.在_____中心附近放有_____,兩盒置于巨大_____之間的真空容器中,磁場方向_____于金屬盒底面,兩盒分別接在____________的兩極上;這樣,在兩盒間窄縫中形成一方向可變的_____.從粒子源發(fā)出的帶電粒子在窄縫電場中被_____,在勻強(qiáng)磁場中做______,經(jīng)窄縫再_____,再經(jīng)磁場_____,經(jīng)電場_____

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科目:高中物理 來源: 題型:022

如圖所示,回旋加速器的核心部分是______,它們就像沿直徑把一圓形金屬盒切成兩半再拉開一個窄縫.在_____中心附近放有_____,兩盒置于巨大_____之間的真空容器中,磁場方向_____于金屬盒底面,兩盒分別接在____________的兩極上;這樣,在兩盒間窄縫中形成一方向可變的_____.從粒子源發(fā)出的帶電粒子在窄縫電場中被_____,在勻強(qiáng)磁場中做______,經(jīng)窄縫再_____,再經(jīng)磁場_____,經(jīng)電場_____

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