大学自主招生物理电学试题选析选练_二.pdf

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1、·自主招生天地·例１（２００９年同济大学）磁流体发电机的工作原理如图２所示．截面为矩形的管道长为ｌ、宽为ａ、高为ｂ、上、下２个侧面是绝缘体，相距为ａ的两个侧面是电阻可忽略的导体，这２个侧面图２与负载电ＲＬ相连．整个管道处于匀强磁场区域，Ｂ垂直于上、下侧且指向上方．管道内沿长度方向有电阻◇　北京李玉国张河桥率为ρ的电离气体，气体流速处处相同，所受摩擦阻这一次我们讲电学中的磁场和电磁感应部分的力的大小与流速成正比．今在管的两端维持恒定的压内容．同样的，我们重点分析高中范围之外的典型强差ｐ，设无磁场时气体的流速为

2、ｖ０．试求有磁场存知识．在时，此发电机的电动势Ｅ．１带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动和等距螺无磁场存在时，两端压力差为ΔＦ＝ｐａｂ，摩旋运动的分析与计算擦力为Ｆｆ＝ｋｖ０，式中ａ为某一比例常量．０当一个带电粒子ｑ以速度ｖ在磁感应强度为Ｂｐａｂ压力差与摩擦力平衡，即得Ｆｆ＝ΔＦ，得ｋ＝．０ｖ的磁场中运动时，受到的洛仑兹力大小为Ｆ＝０有磁场存在时，磁流体（即电离气体）在ａ的宽度ｑｖＢｓｉｎθ，式中θ为ｖ与Ｂ的夹角．当ｑ沿着Ｂ运动上切割磁感线，产生感应电动势Ｅ和感应电流Ｉ．磁流时Ｆ为零，带电粒子将做匀速运动；当

3、θ＝９０°时，带电体中宽度方向垂直于电流Ｉ，因而会受到与运动速度粒子将做匀速圆周运动，其半径和周期分别为Ｒ＝ｍｖ／（ｑＢ），Ｔ＝２πｍ／（ｑＢ）．ｖ反向的安培力Ｆ安，此力与摩擦阻力Ｆｆ的合力将使当０＜θ＜９０°时，带电粒子将做等距螺旋线运动，ｖ小于ｖＥＢａｖ，０．平衡时，有Ｅ＝Ｂａｖ，Ｉ＝＝Ｒρａ螺旋半径、周期和螺距分别为Ｒ＝ｍｖｓｉｎθ／（ｑＢ），ＲＬ＋ｂｌＴ＝２πｍ／（ｑＢ），ｈ＝２πｍｖｃｏｓθ／（ｑＢ）．Ｂ２ａ２ｖＦ安＝ＩＢａ＝，ΔＦ＝Ｆ安＋Ｆｆ．２洛仑兹力的应用ＲＬ＋ρａｂｌ洛仑兹力的应用包括速度

4、选择器、回旋加速器、ｐａｂｖ质谱仪、磁流体发电、霍尔效应等，下面重点对磁流体其中ΔＦ＝ｐａｂ，Ｆｆ＝ｋｖ＝ｖ，最后得０发电机的原理进行分析．Ｂａｖ０Ｅ＝２．如图１是磁流体发Ｂａｖ０１＋电机．其原理是：等离子ｐｂ（ＲＬ＋ρａ）ｂｌ气体喷入磁场，正、负离例２（２００６年北京子在洛仑兹力作用下发大学）如图３所示，水平面生上下偏转而聚集到Ａ、上放有质量为ｍ，带电荷Ｂ板上，产生电势差．设图１量为＋ｑ的滑块，滑块和水Ａ、Ｂ平行金属板的面积为Ｓ，相距为ｄ，等离子气体的电阻率为ρ，喷入气体速度为ｖ，板间磁场的磁感强平面间的

5、动摩擦因数为μ，度为Ｂ，板外电阻为Ｒ．当等离子气体匀速通过Ａ、Ｂ水平面所在位置有场强大图３板间时，Ａ、Ｂ板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，小为Ｅ、方向水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的即为电源电动势．当电场对离子作用力与洛仑兹力互磁感应强度为Ｂ的匀强磁场．若μ＜ｑＥ，物块由静止ｍｇ相抵消时，离子受力平衡：Ｅｑ＝Ｂｑｖ，即Ｅ＝Ｂｖ．电源释放后经过时间ｔ离开水平面，求这期间滑块经过的ｄ电动势Ｅ＝Ｅｄ＝Ｂｄｖ．，电源内阻ｒ＝ρ，所以通过ＲＳ路程ｓ．ＥＢｄｖＢｄｖＳ开始滑块向右加速，获得向右的速度后另外的电流Ｉ＝

6、＝＝．Ｒ＋ｒｄＲＳ＋ρｄ受到竖直向上的洛仑兹力作用，导致滑块所Ｒ＋ρＳ４２大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己．·自主招生天地·受到的滑动摩擦力变小，做加速运动的加速度相应受的洛仑兹力做功，可是变大．洛仑兹力不做功，这个矛对滑块考查一微小时间Δｔ，利用动量定理有盾如何解释？如图４所ｑＥΔｔ－μ（ｍｇ－Ｂｑｖ）Δｔ＝ｍΔｖ．示，金属杆ａｂ在匀强磁场对上式累计求和，可得中以恒定的速度向右做匀ｑＥｔ－μｍｇｔ＋μＢｑｓ＝ｍｖｍ．速运动，在导体棒ａｄ上就而物体离开水平面时满足Ｂｑｖｍ＝ｍｇ．出现了动生电动

7、势．由右图４２２手定则可知，在导体棒上ｍｇ＋μｍｇｔＢｑ－ｑＢＥｔ联立解得：ｓ＝．２２μＢｑ电流的方向是由ｄ流向ａ的．设导体棒上有一个自由例３（２００８年同济大学）回旋加速器中匀强磁正电荷ｑ（实际上则是自由电子导电），ｖ⊥是ｑ沿导线场的磁感应强度Ｂ＝１Ｔ，高频加速电压的频率ｆ＝移动方向的速度，ｖ∥与ｖ⊥的矢量和是ｖ．ｑ所受的洛７．５×１０６Ｈｚ，带电粒子在回旋加速器中运动形成的仑兹力为Ｆ洛，可将Ｆ洛分解为沿着导体棒的分力Ｆ洛∥粒子束的平均电流Ｉ＝１ｍＡ，最后粒子束从半径Ｒ＝和垂直于棒的分力Ｆ洛⊥，其中Ｆ洛∥

8、属于与电动势相对１ｍ的轨道飞出，如果粒子束进入冷却“圈套”的水中应的非静电力，而Ｆ洛⊥则属于安培力．当这个感应电并停止运动，问可使“圈套”中的水温升高多少度？设动势出现并做正功时，安培力也随之出现并做负功，“圈套”中水的消耗量ｍ＝１ｋｇ·ｓ－１，水的比热容ｃ＝该装置将机械能转化为电能，而且能量守恒．－１如果一个问题中感生电动势和动生电动势同时４２００Ｊ·（ｋｇ·Ｋ）．２存在，则回路中总的感应电动势是二者合成的结果