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1、计算题 如图甲所示,水平放置足够长的平行金属导轨,左右两端分别接有一个阻值为R的电阻,匀强磁场与导轨平面垂直,质量m =\" 0.1\" kg、电阻r =
时间:2019-07-02 23:47:11
1、计算题 如图甲所示,水平放置足够长的平行金属导轨,左右两端分别接有一个阻值为R的电阻,匀强磁场与导轨平面垂直,质量m =\" 0.1\" kg、电阻r =600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/wjmp3admvca.png\" style=\"vertical-align:middle;\">的金属棒置于导轨上,与导轨垂直且接触良好。现用一拉力F =(0.3+0.2t)N作用在金属棒上,经过2s后撤去F,再经过0.55s金属棒停止运动。图乙所示为金属棒的v
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图甲所示,在光滑绝缘的水平桌面上建立一xoy坐标系,平面处在周期性变化的电场和磁场中,电场和磁场的变化规律如图乙所示(规定沿+y方向为电场强度的正方向,竖直向下为磁感应强度的正方向).在t=0时刻,一质量为m=10g、电荷量为q=0.1C的带电金属小球自坐标原点O处,以v0=2m/s的速度沿x轴正方向射出.已知E0=0.2N/C、B0=0.2600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/cohqm2wgpwa.png\" style=\"vertical-align:middle;\">T.求:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/z3t43bnmwuj.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1)t=1s末速度的大小和方向;
(2)1s~2s内,金属小球在磁场中做圆周运动的半径和周期;
(3)试求出第3秒末小球所在位置的坐标。
参考答案:(1)大小为2600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/bfhejnbn00a.png\" style=\"vertical-align:middle;\">m/s,方向沿x轴正方向向上45°(6分);(2)半径为
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/qm3lav1vyrv.png\" style=\"vertical-align:middle;\">m,周期为1s(6分);(3)(4m,4m)(6分)。
本题解析:(1)在0~1s内,金属小球在电场力作用下,在x轴方向上做匀速运动600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/ccekcg5znru.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
y方向做匀加速运动600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/bee3lhtvmoz.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (2分)
1s末粒子的速度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/rjxrytz3iwt.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/0sxvepxtb0u.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (2分)
设600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/kd51pwchodc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">与x轴正方向的夹角为
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/5z4qm0qwjb5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,则
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/nsel4xdawge.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/5z4qm0qwjb5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">=
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/k3yxivhjxkc.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (2分)
(2)在1s~2s内,粒子在磁场中做圆周运动,由牛顿第二定律600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/bpv1f3j2hsb.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> 得
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/ivztvihmscy.png\" style=\"vertical-align:middle;\">m (3分,式子2分,答案1分)
粒子做圆周运动的周期600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/ouiskzw5kxc.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (3分,式子2分,答案1分)
故小球的运行轨迹如下图所示。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/saodfqdtwpe.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
由(2)可知小球在第2秒的位置和第1秒末的位置相同,设第3秒末小球所处位置坐标为(x,y),t2=2s;则600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/sop0dx3bea3.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (2分)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/3dloae3hhaj.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (2分)
解得x=4m y=4m ,所以坐标为(4m,4m) (2分)
考点:小球在电场作用下的类平抛运动,小球在磁场中的圆周运动。
本题难度:困难
3、填空题 如图所示,质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于O点,并处在水平向左的匀强电场E中,小球静止时丝线与竖直方向夹角为θ,若剪断丝线,则小球的加速度大小为 ,方向 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/aggcbcmtgwe.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
参考答案:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/xkbpijtzfm1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:丝线剪断前:小球受到绳子的拉力,重力和电场力作用,三力合力为零,所以600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/ep2wksv5h1x.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
剪断后小球只受竖直向下的重力和电场力,合力大小等于剪断前绳子的拉力,方向与拉力方向相反,即与竖直方向夹角为θ向下,根据牛顿第二定律可得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/xwouosdnb43.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
考点:考查了力的平衡和牛顿第二定律的应用
点评:做此类型的题目,关键是利用平衡条件分析出合力的大小和方向,再用牛顿第二定律解题
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在它的左上方固定一直导线,导线与磁场垂直,若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则 ( ) 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/j5fgssehvfr.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
A.磁铁对桌面压力增大
B.磁场对桌面压力减小
C.桌面对磁铁没有摩擦力
D.桌面对磁铁摩擦力向右
参考答案:A
本题解析:以导线为研究对象,由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向做上方,根据牛顿第三定律得知,导线对磁铁的安培力方向斜向右下方,磁铁对桌面压力增大,磁铁有向右运动的趋势,所以受到的摩擦力方向向左,A正确,
考点:本题考查灵活运用牛顿第三定律选择研究对象的能力.
点评:本题的关键是根据左手定则研究导线所受安培力.
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,设平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/nefsjt4e0s3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。
(2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变,求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。
参考答案:(1) a=g-3B2r2v1/4mr (2)h=9m2gr2/32B4r4-v22/2g P2=9m2g2R/16B2r2
本题解析:(1)以导体棒为研究对象,棒在磁场I中切割磁感线,棒中产生感应电动势,导体棒ab从A下落r/2时,导体棒在重力与安培力作用下做加速运动,由牛顿第二定律,得
mg-BIL=ma,式中l=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/0nrla3s13bf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">r
I=Blv1/R总
式中R总=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060313/ngvp0aa3yq0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">=4R
由以上各式可得到a=g-3B2r2v1/4mR
(2)当导体棒ab通过磁场II时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终不变,即
Mg=Bl×2r=4B2r2vt/R并
R并=3R
解得vt=3mgR/4B2r2
导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动,有
Vt2-v22=2gh
h=9m2gr2/32B4r4-v22/2g
此时导体棒重力的功率为
PG=mgvt=3m2g2R/4B2r2
根据能量守恒定律,此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的功率
P电=P1+P2=PG=3m2g2R/4B2r2
所以P2=\"3\" PG/4=9m2g2R/16B2r2
本题难度:困难