河南省三門峽市2017-2018學(xué)年高二物理上學(xué)期期末考試試題(含解析).doc
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河南省三門峽市2017-2018學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題 ―、選擇題(本題共12小題,每題4分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1-7題 只有一項(xiàng)符合題目要求,第8-12通有多項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的2分,有錯(cuò)選的得0分) 1. 下列關(guān)于靜電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能等的說(shuō)法中,正確的是 A. 電荷在電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方,電勢(shì)能一定大 B. 電荷在電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方,電勢(shì)能一定為零 C. 負(fù)電荷從電勢(shì)高處運(yùn)動(dòng)到電勢(shì)低處,電勢(shì)能增加 D. 只在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng),電荷的電勢(shì)能一定減少 【答案】C 【解析】A:電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)不一定高,電荷在該處具有的電勢(shì)能不一定大。故A項(xiàng)錯(cuò)誤、 B:電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方電勢(shì)不一定為零,電荷在該處具有的電勢(shì)能不一定為零。故B項(xiàng)錯(cuò)誤。 D:不知電荷的初速,只在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng),電荷運(yùn)動(dòng)的各種可能均有,電荷的電勢(shì)能不一定減少。故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2. 如圖所示,實(shí)線是電場(chǎng)線,一帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下沿虛線由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中. 其速率-時(shí)間圖象可能是選項(xiàng)中的 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】試題分析:電場(chǎng)線的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)大小,A點(diǎn)電場(chǎng)線密集,故電場(chǎng)強(qiáng)度大,電場(chǎng)力大,故加速度大,所以粒子的加速度一直減小,由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲方向可知,帶電粒子受電場(chǎng)力的方向大致斜向左下方,與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反,故粒子帶負(fù)電,電場(chǎng)力做負(fù)功,速度慢慢減小,所以粒子做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),故B正確. 考點(diǎn):考查了電場(chǎng)線,速度時(shí)間圖像 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡判定電場(chǎng)力方向,再結(jié)合電場(chǎng)強(qiáng)度方向判斷電性,然后根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度判斷加速度的大小,從而判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況選擇速度圖象. 3. 如圖所示為一交流電隨時(shí)間變化的圖象,其中電流的正值為正弦曲線的正半周(兩段各半個(gè)周期), 則該交變電流的有效值約為 A. 2.1A B. 3.1A C. 4.1A D. 5.1A 【答案】C ............... 故C項(xiàng)正確。 點(diǎn)睛:求交流電的有效值,要根據(jù)電流在一個(gè)周期內(nèi)的熱效應(yīng),由有效值的定義求解。 4. 煤礦礦井中用于監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛鹊膫鞲衅?,它的電阻隨瓦斯?jié)舛鹊淖兓兓?,在如圖所示的電路中,不同的瓦斯?jié)舛葘?duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻,這樣,顯示儀表的指針就與瓦斯?jié)舛扔辛藢?duì)應(yīng)關(guān)系,觀察儀表指針就能判斷瓦斯是否超標(biāo)。有一種瓦斯傳感器,其電阻的倒數(shù)與瓦斯的濃度成正比,那么,電壓表示數(shù)U與瓦斯?jié)舛菴之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的 是 A. U越大,表示C越大,C與U成正比 B. U越大,表示C越小,C與U成反比 C. U越大,表示C越大,但是C與U不成正比 D. U越大,表示C越小,但是C與U不成反比 【答案】C 【解析】由題意可得,所以U越大,c越大,但c與U不成正比。所以選C。 5. 如圖所示,在平行帶電金屬板間有垂直紙而向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),質(zhì)子、氘核、氚核(質(zhì)子、 氘核、氚核電量相同,質(zhì)量不同,不計(jì)重力)沿平行金屬板方向以相同動(dòng)能射入兩板間, 其中氘核沿直線運(yùn)動(dòng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn),質(zhì)子和氚核發(fā)生偏轉(zhuǎn)后射出,則 A. 偏向正極板的是氚核 B. 偏向正極板的是質(zhì)子 . C. 射出時(shí)動(dòng)能最大的是質(zhì)子 D. 射出時(shí)動(dòng)能最小的是氚核 【答案】B 【解析】質(zhì)子、 氘核、氚核以相同動(dòng)能射入兩板間,根據(jù)公式可得質(zhì)子的質(zhì)量最小,速度最大;氚核的質(zhì)量最大,速度最小。 三粒子在豎直方向受豎直向下的電場(chǎng)力和向上的洛侖茲力(不計(jì)重力),氘核沿直線運(yùn)動(dòng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn),氘核所受電場(chǎng)力與洛侖茲力抵消;質(zhì)子、 氘核、氚核電量相同,所受電場(chǎng)力相同。 質(zhì)子的速度最大,所受洛侖茲力最大,質(zhì)子所受合力向上,向上運(yùn)動(dòng)偏向正極板,電場(chǎng)力做負(fù)功,洛侖茲力不做功,質(zhì)子動(dòng)能減小。 氚核的速度最小,所受洛侖茲力最小,氚核所受合力向下,向下運(yùn)動(dòng)偏向負(fù)極板,電場(chǎng)力做正功,洛侖茲力不做功,氚核動(dòng)能增大。 綜上,偏向正極板的是質(zhì)子;射出時(shí)動(dòng)能最大的是氚核;射出時(shí)動(dòng)能最小的是質(zhì)子。 故B項(xiàng)正確,ACD三項(xiàng)錯(cuò)誤。 6. 如圖所示,一根長(zhǎng)為L(zhǎng)重力可忽略不計(jì)的細(xì)鋁棒用兩個(gè)勁度系數(shù)為k的彈簧水平地懸吊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,當(dāng)棒中通以向右的電流I時(shí),彈簧縮短?y,若通以向左的電流,大小也等于I時(shí),彈簧伸長(zhǎng)?y,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為: A. B. C. D. 【答案】B 【解析】重力可忽略不計(jì)的細(xì)鋁棒,棒中通以向右的電流I時(shí),兩根彈簧均縮短?y,則,解得:。故B項(xiàng)正確。 7. 在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)。規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖1所示,磁場(chǎng)方向豎直向上為正。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖2變化時(shí),下列能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】試題分析:由法拉第電磁感應(yīng)定律,在0~2s內(nèi),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,感應(yīng)電流恒定;由楞次定律可知,感應(yīng)電流為正,能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是圖C,故選C 考點(diǎn):考查法拉第電磁感應(yīng)定律;楞次定律 點(diǎn)評(píng):本題難度較小,正確理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率等之間的關(guān)系,可以類比加速度、速度變化量、速度變化率進(jìn)行學(xué)習(xí) 8. 如圖所示,線圈L的電阻不計(jì),則 A. S閉合瞬間,A板帶正電,B板帶負(fù)電 B. S保持閉合,A板帶正電,B板帶負(fù)電 C. S斷開瞬間,B板帶正電,A板帶負(fù)電 D. 由于線圈電阻不計(jì),電容器被短路,上述三種情況下兩板都不帶電 【答案】AC 【解析】S閉合瞬間,通過(guò)線圈的電流增加,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加,因此此時(shí)電容器被充電,A板帶正電,B板帶負(fù)電;S保持閉合,線圈L的電阻不計(jì),電容器被短路,電容器不帶電;S斷開瞬間,通過(guò)線圈的電流減小,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小,電容器反向充電,B板帶正電,A板帶負(fù)電。 故AC兩項(xiàng)正確,BD兩項(xiàng)錯(cuò)誤。 9. 如圖甲為理想變壓器的示意圖,其原、副線圈的匝數(shù)比為5:1,電壓表和電流表均為理想交流電表,Rt為阻值隨溫度升高而變大的熱敏電阻,R1為定值電阻。若發(fā)電機(jī)向原線圈輸入如圖乙所示的正弦交流電,則下列說(shuō)法中正確的是 A. 輸入變壓器原線圈的交流電壓的表達(dá)式為μ= 36sin50πt B. t=0.01s時(shí),線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,穿過(guò)線圈的磁通量最大 C. 變壓器原、副線圈中的電流之比為1:5 D. Rt溫度升高時(shí),電流表的示數(shù)變小,電壓表的讀數(shù)不變 【答案】BCD 【解析】A:由圖乙可知,輸入變壓器原線圈的交流電壓的最大值,周期,則表達(dá)式。故A項(xiàng)錯(cuò)誤。 B:t=0.01s時(shí),,線圈處于中性面,線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,穿過(guò)線圈的磁通量最大。故B項(xiàng)正確。 C:變壓器原、副線圈中的電流之比,故C項(xiàng)正確。 D:輸入電壓不變,電壓表的讀數(shù)不變,原線圈兩端電壓不變,副線圈兩端電壓不變,Rt溫度升高時(shí),阻值變大,流過(guò)副線圈的電流減小,電流表的示數(shù)變小。故D項(xiàng)正確。 點(diǎn)睛:涉及變壓器動(dòng)態(tài)分析類問(wèn)題時(shí)要注意原線圈兩端的電壓和原副線圈匝數(shù)比決定副線圈兩端電壓;副線圈的電流和原副線圈匝數(shù)比決定原線圈中電流。 10. 如圖,寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,MM′和NN是它的兩條邊界線,現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子沿圖示方向垂直磁場(chǎng)射入,要使粒子不能從邊界NN射出,粒子入射速率v的最大值可能是 A. qBd/m B. (2+)qBd/m C. qBd/2m D. (2-)qBd/m 【答案】BD 【解析】設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由洛侖茲力提供向心力,由牛頓第二定律可得:,解得 帶電粒子速率越大,軌道半徑越大,當(dāng)軌跡恰好與邊界NN相切時(shí),粒子恰好不能從邊界NN射出,對(duì)應(yīng)的速率最大。 若粒子帶負(fù)電,臨界軌跡如左圖,由幾何知識(shí)得:,解得:,對(duì)應(yīng)的速率 若粒子帶正電,臨界軌跡如右圖,由幾何知識(shí)得:,解得:,對(duì)應(yīng)的速率 故BD兩項(xiàng)正確。 點(diǎn)睛:本題是帶電粒子在有界磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,畫出軌跡,由幾何知識(shí)求半徑是關(guān)鍵。要注意電荷的電性不清楚,要考慮正負(fù)電荷都有可能,切不可漏解。 11. 如圖(a)所示,—個(gè)電阻值為R匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為r1,在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示。圖線與橫、縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為t0和B0,導(dǎo)線的電阻不計(jì)。在0至t1時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法正確的是 A. R1中電流的方向由a到b通過(guò)R1 B. 電流大小為 C. 線圈兩端的電壓大小為 D. 通過(guò)電阻R1的電荷量為 【答案】BD 【解析】試題分析:由B-t圖象可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為:;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):;根據(jù)閉合電路的歐姆定律,感應(yīng)電流為:;聯(lián)立以上三式,解得:,根據(jù)楞次定律可知通過(guò)R1上的電流方向:從b到a,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;線圈兩端的電壓大小為,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;通過(guò)R1的電荷量q=I1t1得:,選項(xiàng)D正確;故選BD. 考點(diǎn):法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律 【名師點(diǎn)睛】本題是法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律的綜合應(yīng)用,應(yīng)用法拉第定律時(shí)要注意s是有效面積,并不等于線圈的面積. 12. 如圖所示,空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一質(zhì)量為0.2kg,且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上,在木板的左端無(wú)初速放置一質(zhì)量為0.1kg,電荷q=+0.2C的滑塊,滑塊與絕緣木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力,現(xiàn)對(duì)木板施加方向水平向左,大小為0.6N的恒力,g取10m/s2則以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A. 木板和滑塊一直做加速度為2m/s2勻加速運(yùn)動(dòng) B. 滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng),然后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后做勻速直線運(yùn)動(dòng) C. 最終木板做加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng),滑塊做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng) D. 最終木板做加速度為3m/s2的勻速運(yùn)動(dòng),滑塊做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng) 【答案】AC 【解析】由于動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,靜摩擦力能提供的最大加速度為5m/s2,當(dāng)0.6N的恒力作用于木板時(shí),系統(tǒng)一起以 的加速度一起運(yùn)動(dòng);當(dāng)滑塊獲得向左運(yùn)動(dòng)的速度以后又產(chǎn)生一個(gè)方向向上的洛倫茲力,當(dāng)洛倫茲力等于重力時(shí)滑塊與木板之間的彈力為零,此時(shí)Bqv=mg,代入數(shù)據(jù)解得:v=10m/s,此時(shí)摩擦力消失,滑塊做勻速運(yùn)動(dòng),而木板在恒力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng), ,故AC錯(cuò)誤,D正確.由A的分析可知,開始滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng),滑塊獲得速度后,受到洛倫茲力作用,受到的合外力減小,加速度減小,做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),故B正確;故選:BD. 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2個(gè)小題,共15分) 13. 某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率。步驟如下: (1)游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示,可知其長(zhǎng)度為______mm; (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示,可知其直徑為______mm; (3)選用多用電表的電阻“ 1”擋,按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖所示,則該電阻的阻值約為_________Ω; (4)為更精確地測(cè)量其電阻,可供選擇的器材如下: 電流表A1 (量程300mA.內(nèi)阻約為2Ω) 電流表A2(量程150mA,內(nèi)阻約為10Ω); 電壓表V1(量程IV,內(nèi)阻r=1000Ω); 電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻約為3000Ω); 定值電阻R0=1000Ω 滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值1000Ω); 電源E(電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻r約為1Ω); 開關(guān),導(dǎo)線若干 為了使測(cè)量盡量準(zhǔn)確,電壓表應(yīng)選_____。電流表應(yīng)選_____滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_____(均填器材代號(hào))根據(jù)你選擇的器材,請(qǐng)?jiān)诖痤}卡線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖______; 【答案】 (1). 50.15 (2). 4.700 (3). 22 (4). V1 (5). A2 (6). R1 (7). 【解析】(1)由圖甲所示可知,游標(biāo)卡尺主尺示數(shù)為50mm,游標(biāo)尺示數(shù)為30.05mm=0.15mm,游標(biāo)卡尺示數(shù)為50mm+0.15mm=50.15mm; (2)由圖乙所示可知,螺旋測(cè)微器固定刻度示數(shù)為4.5mm,游標(biāo)尺示數(shù)為20.00.01mm=0.200mm,螺旋測(cè)微器示數(shù)為4.5mm+0.200mm=4.700mm; (3)用多用電表的電阻“1”擋,由圖丙所示可知,電阻阻值為221=22Ω; (4)由于電源電壓為4 V,顯然電壓表選V2時(shí)不滿足讀數(shù)不得小于其量程的的要求,因此只能選V1,而V1讀數(shù)又太小,而題目中給了一個(gè)定值電阻,將定值電阻與電壓表串聯(lián),改裝成一個(gè)新電壓表,量程為4 V,滿足要求,這樣由于電阻值約22 Ω,因此回路電流最大約120 mA左右,因此電流表選A2,為了測(cè)量精確,滑動(dòng)變阻器采分壓式接法,為了便于調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器選用R1,電路圖電流表采用外接法,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖。 點(diǎn)睛:應(yīng)掌握游標(biāo)卡尺與螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法.通過(guò)估算電路中的最大電流來(lái)選擇電流表的量程;若有“測(cè)得多組數(shù)據(jù)”要求或要求電流從零調(diào)時(shí),變阻器應(yīng)用分壓式接法,選擇阻值小的變阻器時(shí)方便調(diào)節(jié). 14. 某研究性學(xué)習(xí)小組利用圖中所示電路測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖實(shí)乙所示的R-1/I圖線,其中R為電阻箱讀數(shù),I為電流表讀數(shù),由此可以得 到:E=___ V. r=____ Ω。 【答案】 (1). 2.4 (2). 1 【解析】試題分析:根據(jù)閉合電路歐姆定律I=,進(jìn)行數(shù)學(xué)變形,得到R與的關(guān)系式,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)研究R﹣圖象的斜率和截距的意義,求解電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. 解:根據(jù)閉合電路歐姆定律I=, 解得:R=E﹣r, 由數(shù)學(xué)知識(shí)得知,R﹣圖象的斜率等于E,縱軸截距的絕對(duì)值等于r, 則由圖得到,電源的電動(dòng)勢(shì)為E==3.0V, 內(nèi)阻r=1Ω 故答案為:(1)3(2)1. 【點(diǎn)評(píng)】物理圖象關(guān)鍵要根據(jù)物理規(guī)律得到解析式,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析圖象的物理意義.本題采用的是轉(zhuǎn)換法,本來(lái)I﹣R是非線性關(guān)系,轉(zhuǎn)換成R﹣是線性關(guān)系,圖象直觀,一目了然. 三、計(jì)算題(本題共4個(gè)小題,共37分,解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步 驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 15. 如圖所示,R1=14Ω,R2=9Ω,當(dāng)開關(guān)處于位置1時(shí),電流表讀數(shù)I1=0.1A;當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí),電流表讀數(shù)I2=0.15A,求: (1)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r; (2)開關(guān)處于位置1時(shí),電源的效率。 【答案】(1)E=1.5V,r=1Ω(2)93.3% 【解析】本題考查閉合電路歐姆定律,電源的效率等知識(shí)。 (1)設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,由閉合電路的歐姆定律得: 開關(guān)處于1時(shí): 開關(guān)處于2時(shí): 代入數(shù)據(jù)得:, 解得:, (2) 開關(guān)處于1時(shí),電源的路端電壓 電源的效率 16. 如圖所示,光滑斜面傾角為370,一帶有正電的小物塊質(zhì)量為m,電荷量為q, 置于斜面上,當(dāng)沿水平方向加有如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),帶電小物塊恰好靜止在斜面上。從某時(shí)刻開始,電場(chǎng)強(qiáng)度方向不變,大小變化為原來(lái)的1/2.(g取 10m/s2, sin370= 0.6, cos370= 0.8 )求: (1)原來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度大??; (2)沿斜而下滑距離為L(zhǎng)時(shí),物塊的速度大??; (3)沿斜而下滑距離為L(zhǎng)的過(guò)程中,物塊電勢(shì)能的變化量。 【答案】 【解析】本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的平衡、加速、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化間關(guān)系等知識(shí)。 (1)平衡時(shí),物塊受重力mg、電場(chǎng)力qE、斜面的支持力N的作用,如圖所示 有:,解得 (2) 電場(chǎng)強(qiáng)度方向不變,大小變化為原來(lái)的1/2,將滑塊受力沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解,如圖: 沿斜面方向有:,解得: 物塊沿斜面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),初速度為0,加速度為a,位移為L(zhǎng) 由得: (3) 物塊沿斜面下滑距離為L(zhǎng)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做功 物塊電勢(shì)能增加 17. 如圖所示,兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌的左端串接—個(gè)電阻R,在導(dǎo)軌上有一個(gè)質(zhì)量為m的金屬棒MN,它的電阻為r,與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。金屬棒MN在水平向右的恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,恒力做功的最大功率為P,金屬棒MN的最大加速度為a,求: (1)金屬棒MN的最大速度; (2)當(dāng)金屬棒的加速度是a/3時(shí),電阻R上的電熱功率。 【答案】 【解析】本題考查單個(gè)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線對(duì)應(yīng)的電磁感應(yīng)問(wèn)題。 (1)開始時(shí),金屬棒MN中沒(méi)有感應(yīng)電流,不受安培力,由牛頓第二定律得:恒力 當(dāng)金屬棒MN勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大,設(shè)為vm,由得 (2)當(dāng)金屬棒速度最大時(shí), 根據(jù)閉合電路歐姆定律有 恒力做功的功率 當(dāng)金屬棒的加速度是a/3時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有: 根據(jù)閉合電路歐姆定律有 電阻R上的電熱功率,解得 18. 如圖所示,一帶電微粒質(zhì)量為m=2.010-11kg、電荷量q=+l.0 10-5C,從靜止開始經(jīng)電壓為U1=100V的電場(chǎng)加速后,水平進(jìn)人兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,微粒射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ=60,并接著沿半徑方向進(jìn)入一個(gè)垂直紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,微粒射出磁場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角也為θ=60。已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中金屬板長(zhǎng)L=2cm,圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑R=10cm,微粒重力忽略不計(jì)。求: (1)帶電微粒經(jīng)U1=100V的電場(chǎng)加速后的速率; (2)兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E; (3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 【答案】 【解析】(1)帶電微粒經(jīng)加速電場(chǎng)加速后速度為v1,根據(jù)動(dòng)能定理:qU1= 得:v1==1.0104m/s (2)帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用,做類平拋運(yùn)動(dòng).在水平方向微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng). 水平方向:v1= 帶電微粒在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為a,出電場(chǎng)時(shí)豎直方向速度為v2 豎直方向: v2=at 由幾何關(guān)系:tanθ=,聯(lián)立得 tanθ= 由題θ=60 解得:E=10000V/m. (3)設(shè)帶電粒子進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v,則:=2104m/s 由粒子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,入射速度方向過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域圓心,則出射速度反向延長(zhǎng)線過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域圓心,粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示, 則軌跡半徑為:r=Rtan60=0.3m 由:qvB=m 得:B==0.13T- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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