高三物理自主招生寒假尖端班 第7讲 电磁学3和其他无答案

电磁学3和其他7重点方法 人类最后的防线了！【例1】 质量为m的物体用细绳缠在一个直流发电机的轴上，如图甲所示。该发电机中的激励磁场是一个永磁体，内阻为r0，负载电阻为R，物体以速度v0匀速下降，求发电机输出的功率。把发电机当作电动机运行，如图乙所示，回路电阻仍是(R+r0)不变，电源电动势为E，无内阻，该电机把质量为m的物体匀速提高h，求经历多少时间。(轴间摩擦不计)。【例2】 如图，全空间都有垂直与纸面向里的匀强磁场，一段柔软的轻导线，单位长度的电阻为，其中有一部分绕成圆形。用恒定的外力拉动柔软轻绳，从而使圆圈保持圆形缓缓变小。试求圆圈从初始半径减小到0需要的时间。 【例3】 正三角形线框区域内有垂直纸面向里均匀增加的磁场。线框AB边电阻为R，BC边电阻为2R，AC边电阻为3R。虚线部分为导线。求：（1） AB之间的电势差。（2） 电压表示数。（3） 电压表示数。（在三角形正中间）（4） 电压表示数。【例4】 （1）如图所示垂直与纸面向里的磁场为，导轨距离为，导棒质量为，导轨左边接一个电阻。时，给导棒一个初速度。求（1.1）任意时刻时，导棒速度。（1.2）导棒能运动到的最远距离。（2）如图所示垂直与纸面向里的磁场为，导轨距离为，导棒质量为，导轨左边接一个电容。（2.1）给导棒一个恒力。求时刻导棒的速度。（2.2）初始电容带电，导棒静止。求闭合开关后导棒末速度。（3）如图所示垂直与纸面向里的磁场为，导轨距离为，导棒质量为，导轨左边接一个电感。（3.1）给导棒一个初速度，求时刻导棒的速度。（3.2）给导棒一个恒力。求时刻导棒的速度。【例5】 宽为的区域里有垂直与纸面向里的磁场，一个质量为，电阻为，边长为的正方形线框有一个初速度。已知。求线框进入磁场有离开磁场的整个过程中产生的焦耳热。【例6】 探究电磁感应的本质：四个图片左上为1，右上为2，左下为3，右下为4如图所示，空间中分布匀强的磁场，垂直于纸面向里。磁感应强度大小为B。这个回路由一部分门形导线外加两个“扇形”的导体组成。这两个“三角扇形”能通过转动非常微小的角度就可以使得他们的接触点从最高点，变成最低点。他们就在平面内往复运动。（如图所示，1，2，3，4，1，2，3，4）其中从1到3的过程中（接触点从最高点到最低点），如果这个“三角扇形”的“圆心角”（接触点的最高点，最低点，分别和“圆心”连线，这两个连线的夹角）为60度。 是以均匀的角速度转动。两个“扇形”的圆心之间的距离近似为2L,（1）请问这两个导体这样转过，整个电路因为运动，产生的电动势大小为多少？（提示：用“三角扇形”最大的“半径”来计算）（2）请问接触点从最高点到最低点的过程中，真正回路的磁通量变化有多大？这样计算的电动势是多少？（3）我们在第（1）问和第（2）问计算出来的两个电动势哪个是正确的？为什么？【例7】 （电磁）如图所示，磁场方向沿着圆盘的轴的方向大小为B，那么这个半径为R的圆盘，以角速度转动的时候（1）圆盘整个是导体，有电刷（brush）产生的电动势是多大？（2）如果圆盘并不全是导体，而是只有一个直径和圆的周长是导体，并且单位长度上电阻为,已知从圆心O点到圆的边缘上的D点，外电路连接电阻为r，求角度为时候，流过外电路的电流是多大？（3）子小月月鸟老师发现： 导体圆盘的情况（也就是问题（1）的情况）是没有电流的，因为磁通量没有改变，请说说他说的对么？为什么？【例8】 （电磁）在半径为R的区域有匀强磁场，磁场以的变化率均匀减小。有一质量为m，电量为+q（较大）的不计重力的粒子，从A点开始以一定初速度沿径向向磁场中心运动，经过时间t粒子恰从磁场边缘上的C点沿切线方向飞过，已知角AOC的大小为，如图所示。（1）因为磁场的变化会产生一个“电场”，类似于电磁感应电动势的电场效果，请求出这个奇怪的“电场”的大小？（这个电场叫做“涡旋电场”）（2）求粒子的初速度（在A点的速度）。【例9】 （近代相对论）AB两个子弹，在地面上看距离为L ，速度都是0.6c，在同一直线上相向运动。此时地面时间记为0，A子弹上也有表，恰好时间也是0. （1）请问，在A看来，“此时” （A参考系中时间为0的时候）B的速度是多少？（2）在A看来，“此时”（A参考系中时间为0的时候）他们的距离是多少？他们什么时候相遇？【例10】 （近代相对论）一种很牛的理论认为，质子是由两个up夸克和一个down夸克组成的。其中up夸克的质量是约,down夸克的质量约为。质子的质量约为。而且爱因斯坦告诉我们：，其中是静止质量。（1）请问如果不考虑其他复杂的问题。需要多少能量才能让三个夸克组成一个静止的质子？ （2）欧洲核子中心的Large Hadron Collider大型强子对撞机。可以很很猛的对撞实验，例如两个同样质子的用同样大小的速度对撞。请问，如果两个质子对撞可以产生3个质子和1个反质子。请问，所需最少的对撞能量是多少？或者说者两个质子需要用多大的速度对撞？（用光速c作为单位）【例11】 图中纵坐标为光电效应实验中所加电压（U），横坐标为光子的频率（v）。若某UvO金属的极限频率为，普朗克恒量为h，电子电量为e，试在图中画出能产生光电流的区域（用斜线表示）。【例12】 在球床反应堆中，钍可以用来制作同位素：通过中子射击钍可以变成，后者经过一次衰变为镤，再通过衰变为铀。表示为：以下表述中正确的是（ ）A. 和具有相同的中子数B. 比中子数多一个C. 的中性原子比的中性原子少一个电子D. 的中性原子比的中性原子少一个电子【例13】 （运动学）如图所示，一只小狐狸从（0，L ）点出发，速度为u，朝着原点出发的一个小兔子跑去。小兔子速度为，沿着x轴正方向运动。请问狐狸怎么叫？（此问不计分）狐狸花多长时间能抓到兔子？【例14】 （刚体）电影万有引力（Gravity）中女主角Sandra表演十分出色。但是为了剧情需要，里面各种不符合物理原理。其中有个镜头，女主角在宇宙中没有任何其他物体和她有相互作用的情况下，以角速度旋转。电影中这个角速度自己变慢了。但是这个事情不可能发生。如果我们把女主角简化成一个质量为的质量均匀分布的，长度为的杆子。在如图所示的平面内以角速度转动，请问，如果有个质量也为的质点（男主角）应该怎样和女主角发生碰撞才能使得女主角不再转动了。已经知道，一个质点相对于轴的角动量为,其中v是速度大小，r是轴到速度所在直线的距离。一个体系在没有外力的情况下，角动量是守恒的，和动量守恒类似。胜利了！这一阶段的战斗！复习建议：轻轻的，我们来了，默默的，不断被虐；这是我们最后的寒