題目列表(包括答案和解析)
(2005·上海)如圖所示,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角,下端連接阻值為R的電阻.勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25.
(1)求金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大。
(2)當(dāng)金屬棒ab下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大;
(3)在上問(wèn)中,若R=2Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向.(g取,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
如圖所示,一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L,距左端L處的中間連有一段傾角為θ的光滑傾斜導(dǎo)軌,其下端用一光滑小圓弧與右端的水平導(dǎo)軌相接,導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上.斜面導(dǎo)軌所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng),右段水平區(qū)域存在恒定的、豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B2待求.左段水平區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1,其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為,式中B0和k都是已知常數(shù).在斜面軌道頂端,放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab,與導(dǎo)軌左段形成閉合回路.設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g.
(1)問(wèn)金屬棒在傾斜面軌道上滑動(dòng)時(shí),回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變?為什么?
(2)求金屬棒在傾斜軌道上滑動(dòng)的時(shí)間內(nèi),回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量;
(3)若在金屬棒滑到傾斜軌道底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2后剛好做勻速運(yùn)動(dòng),求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大。
如圖所示,一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L,距左端L處的中間連有一段傾角為θ的光滑傾斜導(dǎo)軌,其下端用一光滑小圓弧與右端的水平導(dǎo)軌相接,導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上.斜面導(dǎo)軌所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng),右段水平區(qū)域存在恒定的、豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B2待求.左段水平區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1,其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為,式中B0和k都是已知常數(shù).在斜面軌道頂端,放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab,與導(dǎo)軌左段形成閉合回路.設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g.
(1)問(wèn)金屬棒在傾斜面軌道上滑動(dòng)時(shí),回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變?為什么?
(2)求金屬棒在傾斜軌道上滑動(dòng)的時(shí)間內(nèi),回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量;
(3)若在金屬棒滑到傾斜軌道底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2后剛好做勻速運(yùn)動(dòng),求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大。
(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大。
(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電阻R消耗的功率為8 W,求該速度的大;
(3)在上問(wèn)中,若R=2 Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向?(g取
一、選擇題:本題共10小題,每小題4分,共40分。在每個(gè)小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中至少有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,選全的得4分,選對(duì)但不全的得2分,選錯(cuò)和不選的得0分。
1.D 2.C 3.BD 4.A 5.D 6.BD 7.D 8.D 9.A 10.C
二、實(shí)驗(yàn)題 :本題共4個(gè)小題,滿分23分,把答案直接填在題中的相應(yīng)位置。
11. A C (3分)
12. A B D (3分)
13.D、B、E (3分)
14.(14分)(1)E (2分)
(2)見右圖 (3分)
(3)見下左圖(2分),1.50, 0.80 (各2分)
(4)如下圖右(3分)
三、計(jì)算題:本題共3個(gè)小題,共37分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、示意圖、方程式和重要的演算步驟,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.(12分)解:
(1)小球第一次上升過(guò)程中 (1分)
(1分)
小球第一次下落過(guò)程中 (1分)
(1分)
(1分)
(2) 第一次落回地面時(shí)的速度為,有
(2分)
第二次上升的速度為,有
, (2分)
小球與地面撞擊時(shí)損失的能量為 (1分)
小球在空中損失的機(jī)械能為 (1分)
從小球剛開始上拋到第二次落到平面之前的過(guò)程中損失的機(jī)械能為 (1分)
16.(12分)解:(1)微粒在加速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理得
解得v0=1.0×
(2)微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),有
, (2分)
飛出電場(chǎng)時(shí),速度偏轉(zhuǎn)角的正切為
解得 θ=30o (2分)
(3)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)微粒的速度是: (2分)
軌跡如圖,由幾何關(guān)系有: (1分)
洛倫茲力提供向心力: (2分)
聯(lián)立以上三式得
代入數(shù)據(jù)解得 (1分)
17.(13分)解:
(1)根據(jù)牛頓第二定律 ①(2分)
②
③(1分)
聯(lián)立①②③得=
(2)設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí),速度為v,所受安培力為F,棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡
⑤(2分)
此時(shí)金屬棒克服安培力做功的功率P等于電路中電阻R消耗的電功率
⑥ (1分)
由⑤⑥兩式解得
將已知數(shù)據(jù)代入上式得=
(3)設(shè)電路中電流為I,兩導(dǎo)軌間金屬棒的長(zhǎng)為L(zhǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B
(1分)
(1分)
(1分)
由以上三式解得 (1分)
磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上 (1分)
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