利用物理模型對問題進行分析，是重要的科學思維方法。
（1）原子中的電子繞原子核的運動可以等效為環(huán)形電流。設氫原子核外的電子以角速度ω繞核做勻速圓周運動，電子的電荷量為e,求等效電流I的大小。
（2）如圖所示，由絕緣材料制成的質量為m、半徑為R的均勻細圓環(huán)，均勻分布總電荷量為Q的正電荷。施加外力使圓環(huán)從靜止開始繞通過環(huán)心且垂直于環(huán)面的軸線加速轉動，角速度ω隨時間t均勻增加，即ω=λt（λ為已知量）。不計圓環(huán)上的電荷做加速運動時所產生的電磁輻射。
a.求角速度為ω1時圓環(huán)上各點的線速度大小v以及此時整個圓環(huán)的總動能Ek
b.圓環(huán)轉動同樣也形成等效的環(huán)形電流，已知該電流產生的磁場通過圓環(huán)的磁通量與該電流成正比，比例系數(shù)為k（k為已知量）。由于環(huán)加速轉動形成的瞬時電流及其產生的磁場不斷變化，圓環(huán)中會產生感應電動勢，求此感應電動勢的大小E；
c.設圓環(huán)轉一圈的初、末角速度分別為ω0和ωt，則有ωt2-ω02=4πλ。請在a、b問的基礎上，通過推導證明圓環(huán)每轉一圈外力所做的功W為定值。
【考點】電磁感應過程中的能量類問題；等效電流的計算．
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有，未經書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：48引用：1難度：0.3
相似題
-
1．如圖所示，電阻不計的光滑金屬導軌由直窄軌AB、CD以及直寬軌EF、GH組合而成，窄軌和寬軌均處于同一水平面內，AB、CD等長且與EF、GH均相互平行，BE、GD等長、共線，且均與AB垂直，窄軌間距為，寬軌間距為L。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應強度為B的勻強磁場。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導軌垂直且接觸良好，棒長為L、質量為m、電阻為R。初始時b棒靜止于導軌EF段某位置，a棒從AB段某位置以初速度v0向右運動，且a棒距窄軌右端足夠遠，寬軌EF、GH足夠長。下列判斷正確的是（ ?。?/h2>L2發(fā)布：2024/12/20 1:30:2組卷：337引用：3難度：0.3 -
2．如圖所示，兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強磁場，磁感應強度大小為B，邊長為h的正方形導體框由虛線1上方無初速度釋放，在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導體框的質量為m,總電阻為r,重力加速度為g,cd邊與兩虛線重合時的速度大小均為v=，忽略空氣阻力，導體框在運動過程中不會發(fā)生轉動，則（ ）2gh2發(fā)布：2024/12/19 8:30:1組卷：347引用：2難度：0.4 -
3．某校物理學習興趣小組對英國偉大的物理學家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應現(xiàn)象的精神十分欽佩，在學習電磁感應一章的內容后，設計了如圖甲所示的簡單裝置來研究電磁感應的相關知識，圖中光滑金屬導軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上，在導軌上放置一根質量為m的金屬桿，與導軌交于M、N兩點，且MN間的距離為L0，導軌和金屬桿是用同種材料制成的，單位長度的電阻均為R0。整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B。在外力作用下，導體棒由MN處運動到虛線位置（導體棒和ac始終保持垂直），該過程中導體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關系圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，在這個運動過程中（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：78引用：1難度：0.4
把好題分享給你的好友吧~~