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题目
题型:不详难度:来源:
大气中存在可自由运动的带电粒子,其密度随距地面高度的增加而增大,可以把离地面50km以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质);离地面50km以上的大气则看作是带电粒子密度非常大的良导体。地球本身带负电,其周围空间存在电场,离地面L=50km处与地面之间的电势差约为U=3.0×105V。由于电场的作用,地球处于放电状态,但大气中频繁发生雷暴又对地球充电,从而保证了地球周围电场恒定不变。统计表明,雷暴每秒带给地球的平均电荷量为q=1800C。试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P。(已知地球半径r=6400km,结果保留一位有效数字)
答案
ρ=2×1012Ω·m-1   P=UI=5×108W
解析
已知每秒雷暴带给地球的电荷量为q,则大气的漏电电流为I=q/t=1800A
大气的漏电电阻可由欧姆定律求得U=IR其中U=3.0×105V,R=ρL/s,L=50km,s=4πr2,代入有关数据解得,ρ=2×1012Ω·m-1   地球的漏电功率为P=UI=5×108W
核心考点
试题【大气中存在可自由运动的带电粒子,其密度随距地面高度的增加而增大,可以把离地面50km以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质);离地面5】;主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,在Y轴右边,有一方向垂直于XOY平面向里的匀强磁场,直线x=d为其右边界,磁感应强度为B;在Y轴的左边为一沿+Y方向的匀强电场,直线x=-d为其左边界,电场强度为E。两个带正电的相同的粒子以同样的速率从O点分别沿X轴正方向和负方向射入磁场和电场,当它们离开磁场和电场时,速度方向均发生了θ角的偏转,不计粒子的重力,试求粒子从O点射入时速度的大小
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在地面附近的真空中,存在着竖直向上的匀强电场和垂直电场方向水平向里的匀强磁场,如图甲所示。磁场随时间变化情况如图乙所示.该区域中有一条水平直线MN,D是MN上的一点.在t=O时刻,有一个质量为m、电荷量为+q的小球(可看作质点),从M点开始沿着水平直线以速度做匀速直线运动,时刻恰好到达N点.经观测发现,小球在t=2至t=3时间内的某一时刻,又竖直向下经过直线MN上的D点,并且以后小球多次水平向右或竖直向下经过D点.求:
(1)电场强度E的大小;
(2)小球从M点开始运动到第二次经过D点所用的时间;
(3)小球运动的周期,并画出运动轨迹(只画一个周期).

甲                              乙
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如图1所示,A、B两块金属板水平放置,相距,两板间加有一周期性变化的电压,当B板接地时,A板电势随时间t变化的情况如图2所示。在两板间的电场中,将一带负电的粒子从B板中央处由静止释放,若该带电粒子受到的电场力为重力的两倍,要使该粒子能够达到A板,交变电压的周期至少为多大。(g取

图1                  图2
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人们利用发电机把天然存在的各种形式的能量转化为电能,为了合理地利用这些能源,发电站要修建在靠近这些天然资源的地方.但用电的地方却分布很广,因此需要把电能输送到很远的地方.某电站输送电压U=5000V,输送功率P=500kW,安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜读数相差4800kW·h.试求:
(1)该电路的输电效率和输电线的电阻.
(2)如果发电机输出电压为250V,用户需要电压为220V.要使输电损耗为5%,分别求升压和降压变压器的原、副线圈匝数之比.(计算时取
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如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨单位长度电阻为r0,导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离为。有垂直纸面向里的非匀强磁场,其磁感应强度沿y方向大小不变,沿x方向均匀增强,即有,其中为常数。一根质量为m,电阻不计的金属杆MN可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中始终保持与导轨垂直。在t=0时刻,金属杆MN紧靠在P、Q端,在外力F作用下,杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动。求

(1)在t时刻金属杆MN产生的感应电动势大小;
(2)在t时刻流经回路的感应电流大小和方向;
(3)在t时刻金属杆MN所受的安培力大小;
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