(B)初始時(shí)刻棒受到的安培力大小為(C)第一次運(yùn)動(dòng)至最左端過(guò)程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功為Q 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖所示,固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),上端接有阻值為R的電阻,處在方向水平、垂直導(dǎo)軌平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與下端固定的豎直輕質(zhì)彈簧相連且始終保持與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略,彈簧的勁度系數(shù)為k。初始時(shí)刻,彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度,使導(dǎo)體棒以初動(dòng)能Ek沿導(dǎo)軌豎直向下運(yùn)動(dòng),且導(dǎo)體棒在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,始終與導(dǎo)軌垂直。

(1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒所受安培力的大小F;

(2)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,最終將靜止。設(shè)靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep,則從初始時(shí)刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少?

 
 


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如圖所示,固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),上端接有阻值為R的電阻,處在方向水平、垂直導(dǎo)軌平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與下端固定的豎直輕質(zhì)彈簧相連且始終保持與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略,彈簧的勁度系數(shù)為k.初始時(shí)刻,彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度,使導(dǎo)體棒以初動(dòng)能Ek沿導(dǎo)軌豎直向下運(yùn)動(dòng),且導(dǎo)體棒在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,始終與導(dǎo)軌垂直.
(1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒所受安培力的大小F;
(2)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,最終將靜止.設(shè)靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep,則從初始時(shí)刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少?
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如圖所示,固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),上端接有阻值為R的電阻,處在方向水平、垂直導(dǎo)軌平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與下端固定的豎直輕質(zhì)彈簧相連且始終保持與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略,彈簧的勁度系數(shù)為k.初始時(shí)刻,彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度,使導(dǎo)體棒以初動(dòng)能Ek沿導(dǎo)軌豎直向下運(yùn)動(dòng),且導(dǎo)體棒在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,始終與導(dǎo)軌垂直.
(1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒所受安培力的大小F;
(2)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,最終將靜止.設(shè)靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep,則從初始時(shí)刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少?

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如圖所示,固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),上端接有阻值為R的電阻,處在方向水平、垂直導(dǎo)軌平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與下端固定的豎直輕質(zhì)彈簧相連且始終保持與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略,彈簧的勁度系數(shù)為k.初始時(shí)刻,彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度,使導(dǎo)體棒以初動(dòng)能Ek沿導(dǎo)軌豎直向下運(yùn)動(dòng),且導(dǎo)體棒在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,始終與導(dǎo)軌垂直.
(1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒所受安培力的大小F;
(2)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,最終將靜止.設(shè)靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep,則從初始時(shí)刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少?

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(2009?佛山三模)如圖所示,固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),上端接有阻值為R的電阻,處在方向水平、垂直導(dǎo)軌平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與下端固定的豎直輕質(zhì)彈簧相連且始終保持與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略,彈簧的勁度系數(shù)為k.初始時(shí)刻,彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度,使導(dǎo)體棒以初動(dòng)能Ek沿導(dǎo)軌豎直向下運(yùn)動(dòng),且導(dǎo)體棒在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,始終與導(dǎo)軌垂直.
(1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒所受安培力的大小F;
(2)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,最終將靜止.設(shè)靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep,則從初始時(shí)刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少?

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一、單項(xiàng)選擇題:本題共5小題,每小題3分,共15分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意.

二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分.每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意.全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,錯(cuò)選或不答的得0分.

題號(hào)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

答案

D

B

A

C

D

AC

BC

ABD

BD

三、簡(jiǎn)答題: 本題共4小題,共40. 把答案填在題中的橫線上或按要求作答.

10.(1)BCD(2分) 

(2)錯(cuò)誤有兩處:一是步驟A中擺線長(zhǎng)度并不是單擺的擺長(zhǎng),擺長(zhǎng)應(yīng)為從懸點(diǎn)到擺球球心的距離;二是步驟B中擺球第60次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)所記錄的時(shí)間為29.5個(gè)周期,因此單擺的周期應(yīng)為T=t/29.5(4分)

(3)a.如右圖(2分,沒(méi)有過(guò)原點(diǎn),沒(méi)有舍去偏離點(diǎn),作成折線的均不給分) b.4π2/k(2分)

 

11.(1)(2分,e寫成q不給分)

(2)高于(2分)

(3)自由電子受電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,有

        。3分)

       。3分)

說(shuō)明:e寫成q扣2分

 

12.(1)8 (2分)  1 (2分)   上(2分)

(2)4.5s(2分)  如右圖(2分,波形正確但波前端畫錯(cuò)得1分)

 

13.(1)(2分)

(2)I――t如圖(4分。圖線、兩軸標(biāo)度各2分)

(3)進(jìn)出磁場(chǎng)過(guò)程中線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv(1分)

            (1分)

                。2分)

四、論述和演算題:本題共4小題,共49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.

14.(10分)

(1)光路如右圖所示              (3分)

(2)由折射定率              (2分)   

得r1=30°                   (1分)   

由幾何知識(shí)得i2=30°

同理可以求 r2=60°                 (1分)   

偏向角θ= i1- r1+ r2- i2              (2分)

得θ=60°                  (1分)

15.(11分)

(1)0~t1時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=n= n=n 。1分)

通過(guò)電阻R的電流               。1分)

電阻R的兩端的電壓U=I1R                 (1分)

聯(lián)立各式得U=48V                    。2分)

(2)在一個(gè)周期內(nèi),電流通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量

                        。1分)

設(shè)感應(yīng)電流的有效值為I,則一個(gè)周期內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量Q2=I2RT。1分)

根據(jù)有效值的定義Q2= Q1                                   (2分)

解得I=A=1.73A                    。2分)

16.(14分)

(1)設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)線電阻為R,某時(shí)刻線框運(yùn)動(dòng)速度為v

則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為  E=BLv                       (1分)

產(chǎn)生的感應(yīng)電流為                       。1分)

線框所受安培力為                  。1分)

克服安培力做功的功率為           。1分)

線框中的電功率為                 。1分)

可得即,克服安培力做功的功率等于線框的電功率.

(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前速度為        

進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中勻速運(yùn)動(dòng)則有            。1分)

完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線框以加速度g加速下落,剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度為v2,根據(jù)機(jī)械能守恒有

                          。1分)

線框剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有  

                                 。1分)

上述關(guān)系式聯(lián)立,可解得  a=5m/s2               。1分)

(3)線框在F外力作用下加速進(jìn)入過(guò)程中,經(jīng)t時(shí)刻速度為v,則該時(shí)刻有

根據(jù)上述方程聯(lián)立,可得        

設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0,則

得t0=0.1s

的定義域?yàn)閠≤0.1s

 

 

 

 

 

 

評(píng)分說(shuō)明:本小題共5分.圖線2分,正確標(biāo)出縱截距2分,正確標(biāo)出橫坐標(biāo)1分.

 

17.(14分)

(1)粒子A在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛侖茲力提供向心力,設(shè)粒子A的速度為v0,在MN上方運(yùn)動(dòng)半徑為R1,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)公式

                (1分)

粒子AP點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到MN邊界時(shí)速度與MN的夾角為60°,由幾何關(guān)系得

R1 ? h = R1cos60°              。1分)

R1 = 2h                  。1分)

解得              (1分)

(2)在MN下方運(yùn)動(dòng)半徑為R2,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)公式

                (1分)

R2 =2R1 = 4h                (1分)

PQ間的距離為   PQ= 2R2sin60°- 2R1sin60°=(2分)

(3)設(shè)在MN上方運(yùn)動(dòng)周期為T1,設(shè)在MN下方運(yùn)動(dòng)周期為T2

                  。1分)

T2 =                     。1分)

粒子AP點(diǎn)到Q點(diǎn)所用時(shí)間為

    。2分)

粒子BP點(diǎn)到Q做勻速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)速度為v ,則

                (2分)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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