时间:2019-12-13 01:20:58
1、计算题 (20分)如图甲所示,在竖直方向存在着两种区域:无电场区域和有理想边界的匀强电 场区域。两种区域相互间隔出现，竖直高度均为h。电场区域共有n个，水平方向足够长,每一电场区域场强的大小均为E,且E=
，场强的方向均竖直向上。一个质量为m、电?荷?量?为? q?的带正电小球(看作 质点），从第一无电场区域的上边缘由静止下落，不计空气阻力。求：
(1)小球刚离开第n个电场区域时的速度大小；
(2)小球从开始运动到刚好离开第n个电场区域所经历的总时间；
(3)若在第n个电场区域内加上水平方向的磁场，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，已知图象中
，磁感应强度变化的周期T是带电小球在磁场中作匀速圆周运动周期的2倍，问哪段时间内进入第n个电场的小球能返回到与出发点等高的位置？
参考答案：（１）
?（2）
（3）
本题解析：（１）小球在无电场区，只受重力作用，做加速度等于重力加速度
的匀加速直线运动，小球在电场区，所受电场力等于重力，做匀速直线运动。?
小球刚好进入第n个电场区域时的速度
（２）小球在无电场区运动的总时间
设小球在第１、第２、第３、……第
个电场区运动的速度分别为
、
、
……、
；
………
小球在第１、第２、第３、--------第个电场区运动的时间分别为
、
、
……、
；小球在电场区运动的总时间
： 
?
设小球从开始运动到刚好离开第n个电场区域所经历的总时间
。
(3)当在第n个电场区域内加上方向垂直竖直平面的磁场时，电场力与重力平衡，带电小球仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。
在0~
时间内进入复合场中的带电小球，
在~时间内进入复合场中的带电小球，
只有在时间段内进入复合场中的带电小球，运动
后沿竖直方向进入第n个无电场区，根据动能定理:
所以在时间段内进入第n个电场的小球能返回到与出发点等高的位置。
本题难度：一般
2、计算题 某种发电机的内部结构平面图如图甲，永磁体的内侧为半圆柱面形，它与圆柱形铁芯之间的窄缝间形成如图所示B=0.5T的磁场。在磁场中有一个如图乙所示的U形导线框abcd。已知线框ab和cd边长均为0.2m，bc长为0.4m，线框以ω=200π rad／s角速度顺时针匀速转动。 
（1）从线框bc边转到图甲所示正上方开始计时，求t=2.5×10
s这一时刻线框中感应电动势的大小。（感应电动势的结果保留两位有效数字）
（2）从线框bc边转到图甲所示正上方开始计时，请在给定的坐标平面内画出ad两点电势差Uad随时间变化的关系图线。（Uad正值表示Ua＞Ud）
（3）如将此电压Uad加在图丙所示的竖直放置的平行金属板上，且Uad为正时P板电势高，让一质量为m=6.4×10
kg，电量为a=3.2×10
C的带正电微粒，从t1=2.0×10s刻开始由静止从P板出发向Q板运动，已知PQ板间距L=1.0m，则粒子由P板出发后，将以多大的动能撞击Q板？（粒子重力不计） 
参考答案：解：（1）线框转动过程中，bc边始终和磁场方向垂直，感应电动势大小不变，则
s的感应电动势为
①
代入数据得：
（2）线框转动的周期
s 
?②
从
开始，
内Uab为正值，
内Uad为负值，图象如图 
（3）在PQ上加压后，板间产生强度E不变，方向交替变化的电场，微粒从
时刻开始运动，一个周期内的运动情况如图，设微粒在电场中运动的加速度为a 
m/s2 ③
其中
④
?⑤
?⑥
微粒在一个周期内前进的距离
⑦
由③④⑤⑥各式得：
由于粒子做往复运动，所以实际运动时间小于16T 
?⑧ 
m 
根据动能定理有：
⑨
解得：
J ⑩
本题解析：
本题难度：困难
3、简答题 一个电流表的满刻度电流值Ig=0.6A，面板如图所示，指针现在的电流示数是______A．如果这个量程为0.6A的电流表内阻Rg=60Ω，要把这个电流表的量程扩大成3A，那么应该在Rg上______联一个电阻Rs，Rs的大小应是______Ω；并联Rs后，测某一电流，指针仍指到图中所示位置，则该电流是______A．
参考答案：最小分度为0.02A，则估读到同位为：0.34A，
扩大量程要并联电阻R=IgRgI-Ig=0.6×603-0.6=15Ω
量程扩大到原来的30.6=5倍，则图示数为：0.34×5=1.70A
故答案为：0.34 并联 15 1.70
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 如图所示，ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道，圆弧半径为R．A点与圆心O等高，B、C点处于竖直直径的两端．PA是一段绝缘的竖直圆管，两者在A点平滑连接，整个装置处于方向水平向右的匀强电场中．一质量为m、电荷量为+q的小球从管内与C点等高处由静止释放，一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动．已知匀强电场的电场强度E=
| 3mg 4q |
参考答案：（1）小球从P运动到A的过程中，由动能定理得：
解得：mg2R+EqR=12mv2B-0vB=
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 如图是多用表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流档测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为______mA；若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为______Ω．如果要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆档是______（选填“×10”、“×100”或“×1K”）．换档结束后，实验操作上首先要进行的步骤是______．
参考答案：电流档读数：最小分度为1mA，则向下估读一位．为30.8mA
? ?欧姆档读数：15×100=1.5×103Ω
? 选档：因阻值约为2×104Ω，表盘中值为20，则选择×1K即可．
? 每次换档后电路发生变化，要重新进行欧姆调零．
故答案为：30.8mA?1.5×103?1K?欧姆调零
本题解析：
本题难度：一般