感應(yīng)加速器可以簡化為以下模型:在圓形區(qū)域內(nèi)存在一方向垂直紙面向下,磁感應(yīng)強度大小B隨時間均勻變化的勻強磁場。在磁感應(yīng)強度變化過程中,將產(chǎn)生渦旋電場,渦旋電場電場線是在水平面內(nèi)一系列沿順時針方向的同心圓,同一條電場線上各點的場強大小相等,渦旋電場場強與電勢差的關(guān)系與勻強電場相同。在此區(qū)域內(nèi),沿垂直于磁場方向固定一半徑為r的圓環(huán)形光滑細玻璃管,環(huán)心O在區(qū)域中心。一質(zhì)量為m、帶電量為+q小球(重力不計)位于玻璃管內(nèi)部。設(shè)磁感應(yīng)強度B隨時間變化規(guī)律為B=B0-kt(k>0),t=0時刻小球由靜止開始加速。求:
(1)小球沿玻璃管加速運動第一次到開始位置時速度v1的大??;
(2)設(shè)小球沿管壁運動第一周所用時間為t1,第二周所用時間為t2,t1:t2為多大;
(3)實際過程中,小球?qū)鼙诘膹椓可以通過傳感器測出,當F=0(此時磁場已經(jīng)反向)時,即可控制磁場不再變化并將小球從管中引出,試求整個過程中該加速裝置的平均功率P。
P
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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