作业帮一道高考物理电磁感应题目,求高手解答疑惑````````````如图甲,在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,沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管,
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/08 17:41:44
一道高考物理电磁感应题目,求高手解答疑惑````````````如图甲,在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,沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管,
一道高考物理电磁感应题目,求高手解答疑惑````````````
如图甲,在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,沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管,环心0在区域中心.一质量为m、带电量为q（q>0）的小球,在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动.已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示,其中T0=2πm/qB0.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.
（1）在t=0到t=T0这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,求小球的速度大小v0
（2）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.试求t=T0到t=1.5T0这段时间内：
①细管内涡旋电场的场强大小E；
②电场力对小球做的功W.
关于第二问的第二小问,为什么不能用W＝Uq,它的E不就是按匀强电场算的吗
一道高考物理电磁感应题目,求高手解答疑惑````````````如图甲,在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,沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管,
（1）在t=0到t=T0这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,那么它是由洛仑兹力提供所需的向心力.
即 q*V0*B0＝m*V0^2 / r
得 小球的速度大小是 V0＝q*r *B0 / m
（2）在t=T0到t=1.5*T0这段时间内,磁场均匀增大,由麦克斯韦电磁理论可知,在环中会产生稳定的涡旋电场,具体关系是 ∮E·dL＝－ΔΦ / Δt .－－－（环中各处的电场强度大小相等）
那么从大小的关系看,就是 E*2π r ＝（π *r^2）*（2B0－B0）/（1.5*T0－T0）
得环中的电场强度大小是 E＝ B0* r / T0
将题目条件 T0＝2πm /（q*B0） 代入上式,得
E＝B0*r / [ 2πm /（q*B0）]＝q*B0^2 * r /（2*π*m）
（3）由楞次定律知,环中的稳定电场的方向与小球运动速度方向相同,所以电场力对小球做正功.
这个做功过程,相当于小球从初速V0开始,在恒定合力（qE）作用下匀加速运动时间 t＝1.5T0－T0＝0.5*T0 所做的功（用力乘位移方式求功）.－－－－提示：把小球的运动看成匀加速直线运动就好理解了.
所求的功是 W＝（qE）*[ V0*t＋（a*t^2 / 2）]
＝qE* { V0*( 0.5*T0)＋[ ( qE / m) *( 0.5*T0)^2 / 2 ] }
将 E＝q*B0^2 * r /（2*π*m）,T0＝2πm /（q*B0）, V0＝q*r *B0 / m 代入上式,得
所求的功是 W＝5*（q*B0*r）^2 / ( 8 m )
注：因为是涡旋电场,与静电场不一样,在任意两点的电势差都等于0的,不能用W＝qU的方法来求电场力做的功.