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如圖1所示,電子感應加速器是利用變化磁場產(chǎn)生的電場來加速帶電粒子的裝置。在兩個圓形電磁鐵之間的圓柱形區(qū)域內存在方向豎直向下的勻強磁場,在此區(qū)域內,沿水平面固定一半徑為r的圓環(huán)形光滑、真空細玻璃管,環(huán)形玻璃管中心O在磁場區(qū)域中心。一質量為m、帶電量為q(q>0)的小球,在管內沿逆時針方向(從上向下看)做圓周運動,圖2為其簡化示意圖。通過改變電磁鐵中的電流可以改變磁場的磁感應強度B,若B的大小隨時間t的變化關系如圖3所示,圖中T0=
2
πm
q
B
0
。設小球在運動過程中電量保持不變,對原磁場的影響可忽略。
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(1)在t=0到t=T0時間內,小球不受玻璃管側壁的作用力,求小球的速度大小v0;
(2)在磁感應強度增大的過程中,將產(chǎn)生渦旋電場,其電場線是在水平面內一系列沿逆時針方向的同心圓,同一條電場線上各點的場強大小相等。求從t=T0到t=1.5T0時間段內細管內渦旋電場的場強大小E;
(3)某同學利用以下規(guī)律求出了t=2T0時電荷定向運動形成的等效電流:
根據(jù)I=
q
T
              ①
T=
2
πm
q
B
=
πm
q
B
0
     ②
得:等效電流I=
q
2
B
0
πm
   ③
你認為上述解法是否正確,并闡述理由。
【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(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
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