电磁感应综合

第 1 页 共 7 页 高二年级物理学科 1 1 如图所示 质量为 如图所示 质量为 M M 的足够长金属导轨的足够长金属导轨 abcdabcd 放在光滑的绝缘水平面上 一电阻为放在光滑的绝缘水平面上 一电阻为 r r 质量为 质量为 m m 的导体棒的导体棒 PQPQ 放置在导轨上 始终与导轨接触良好 放置在导轨上 始终与导轨接触良好 PQbcPQbc 构成矩形 棒与导轨间光滑 棒左构成矩形 棒与导轨间光滑 棒左 侧有两个固定于水平面的光滑立柱 导轨侧有两个固定于水平面的光滑立柱 导轨 bcbc 段电阻为段电阻为 R R 长为 长为 L L 其他部分电阻不计 以 其他部分电阻不计 以 efef 为界 其左侧匀强磁场方向竖直向上 右侧匀强磁场水平向右 磁感应强度大小均为为界 其左侧匀强磁场方向竖直向上 右侧匀强磁场水平向右 磁感应强度大小均为 B B 在 在 t 0t 0 时 一水平向左的拉力时 一水平向左的拉力 F F 垂直作用在导轨的垂直作用在导轨的 bcbc 边上 使导轨由静止开始做匀加速直线运动 边上 使导轨由静止开始做匀加速直线运动 加速度为加速度为 a a 则 则 A A F F 与与 t t 成反比成反比 B B F F 与与 t t2 2成正比成正比 C C 当 当 t t 达到一定值时 达到一定值时 QPQP 刚好对轨道无压力刚好对轨道无压力 D D 若 若 F 0F 0 PQbcPQbc 静止 静止 efef 左侧磁场均匀减小 当左侧磁场均匀减小 当达到一定值时 达到一定值时 QPQP 刚好对轨道无压力刚好对轨道无压力 2 2 如图所示 如图所示 a a b b 是完全相同的导体棒 静止于水平面内的足够长的光滑平是完全相同的导体棒 静止于水平面内的足够长的光滑平 行导轨上 匀强磁场竖直向下 若给行导轨上 匀强磁场竖直向下 若给 a a 棒以棒以 8J8J 的初动能 使之向左运动 的初动能 使之向左运动 不计导轨的电阻 则整个过程不计导轨的电阻 则整个过程 a a 棒产生的最大热量是 棒产生的最大热量是 A A 2 2 J JB B 1 1 J JC C 4 4 J JD D 0 50 5 J J 3 3 如图所示 位于水平面内的电阻可忽略的金属 如图所示 位于水平面内的电阻可忽略的金属 U U 型光滑轨道中串接一电阻型光滑轨道中串接一电阻 R R 置于匀强磁场中 置于匀强磁场中 磁场方向垂直于轨道所在平面 一电阻可不计的具有一定质量的金属杆磁场方向垂直于轨道所在平面 一电阻可不计的具有一定质量的金属杆 abab 横放在轨道上 处横放在轨道上 处 于静止状态 现以恒定外力于静止状态 现以恒定外力 F F 沿导轨方向拉沿导轨方向拉 abab 在 在 abab 做匀速运动以前的过程中的任一时刻 做匀速运动以前的过程中的任一时刻 以以 P P1 1表示表示 F F 的功率的大小 的功率的大小 P P2 2表示表示 abab 所受安培力的功率的大小 所受安培力的功率的大小 P P3 3表示表示 abab 动能的增加率 单动能的增加率 单 位时间内动能的增加 位时间内动能的增加 P P4 4表示表示 R R 上消耗的热功率 则有 上消耗的热功率 则有 A A P P1 1 P P2 2 P P3 3 P P4 4 B B P P1 1 P P3 3 P P4 4 C C P P1 1 P P3 3 D D P P1 1 P P4 4 4 4 辆玩具车 形状和宽度如图 其四周固定了如图所示的导线框 辆玩具车 形状和宽度如图 其四周固定了如图所示的导线框 在外力作用下以速度在外力作用下以速度 V V 匀速向右通过三个匀强磁场区域 这三个磁场区域的宽度均为匀速向右通过三个匀强磁场区域 这三个磁场区域的宽度均为 L L 若以逆 若以逆 时针的电流方向作为正方向 并以小车右端刚刚进入磁场为零时刻 其导线框中电流随时间变化时针的电流方向作为正方向 并以小车右端刚刚进入磁场为零时刻 其导线框中电流随时间变化 的图像为 的图像为 5 5 如图所示 一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管 固定于竖直平面内 环的半径为 如图所示 一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管 固定于竖直平面内 环的半径为 R R 比细管 比细管 的内径大得多 的内径大得多 在圆管内的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态 小球 在圆管内的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态 小球 的质量为的质量为 m m 带电荷量为 带电荷量为 q q 重力加速度为 重力加速度为 g g 空间存在一磁感应强度大小未知 不为零 空间存在一磁感应强度大小未知 不为零 方向 方向 垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场 某时刻 给小球一方向水平向右 大小为垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场 某时刻 给小球一方向水平向右 大小为 的初速度 则以下判断正确的是的初速度 则以下判断正确的是 A A 无论磁感应强度大小如何 获得初速度后的瞬间 小球在最低点一定受到管壁的弹力作用 无论磁感应强度大小如何 获得初速度后的瞬间 小球在最低点一定受到管壁的弹力作用 B B 无论磁感应强度大小如何 小球一定能到达环形细管的最高点 且小球在最高点一定受到管壁 无论磁感应强度大小如何 小球一定能到达环形细管的最高点 且小球在最高点一定受到管壁 的弹力作用的弹力作用 C C 无论磁感应强度大小如何 小球一定能到达环形细管的最高点 且小球到达最高点时的速度大 无论磁感应强度大小如何 小球一定能到达环形细管的最高点 且小球到达最高点时的速度大 小都不同小都不同 D D 小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中 机械能不守恒 小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中 机械能不守恒 6 6 如图是某种电磁泵模型 泵体是一个长方体 如图是某种电磁泵模型 泵体是一个长方体 abab 边长为边长为 L1L1 左右两侧面是边长为 左右两侧面是边长为 L2L2 的正方形 的正方形 泵体处在垂直向外 磁感应强度为泵体处在垂直向外 磁感应强度为 B B 的匀强磁场中 泵体上下表面接电动势为的匀强磁场中 泵体上下表面接电动势为 U U 的电源的电源 内阻不计内阻不计 若泵工作时理想电流表示数为 若泵工作时理想电流表示数为 I I 泵和水面高度差为 泵和水面高度差为 h h 液体的电阻率为 液体的电阻率为 t t 时间内抽取液体时间内抽取液体 的质量为的质量为 m m 不计液体在流动中和管壁之间的阻力 重力加速度为 不计液体在流动中和管壁之间的阻力 重力加速度为 g g 则则 A A 泵体上表面应接电源负极 泵体上表面应接电源负极 B B 电源提供的电功率为 电源提供的电功率为 C C 电磁泵对液体产生的推力大小为 电磁泵对液体产生的推力大小为 BIL1BIL1 D D 质量为 质量为 m m 的水离开泵时的动能为的水离开泵时的动能为 UItUIt mghmgh I2I2t t 7 7 光滑曲面与竖直平面的交线是如图所示的曲线 曲线下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中 光滑曲面与竖直平面的交线是如图所示的曲线 曲线下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中 磁场的上边界是磁场的上边界是 y ay a 的直线 图中虚线所示 的直线 图中虚线所示 一个金属块从曲线上 一个金属块从曲线上 y by b b b a a 处以速度 处以速度 v v 沿曲沿曲 线下滑 假设曲线足够长 重力加速度为线下滑 假设曲线足够长 重力加速度为 g g 则 则 A A 金属块最终将停在光滑曲线的最低点 金属块最终将停在光滑曲线的最低点 O O 处处 B B 金属块只有在进出磁场时才会产生感应电流 金属块只有在进出磁场时才会产生感应电流 C C 金属块最终将在虚线以下的光滑曲线上做往复运动 金属块最终将在虚线以下的光滑曲线上做往复运动 D D 金属块沿曲线下滑后产生的焦耳热总量是 金属块沿曲线下滑后产生的焦耳热总量是 8 8 如图所示 如图所示 空间中有一竖直向下的匀强磁场 空间中有一竖直向下的匀强磁场 等边三角形等边三角形 AOCAOC 在水平在水平 面内 面内 边长为边长为 L L D D 为为 ACAC 中点 中点 粒子粒子 沿沿 AOAO 方向以速度方向以速度 v0v0 从从 A A 点射入磁场 点射入磁场 恰好能经恰好能经 过过 C C 点 点 粒子粒子 b b 以沿以沿 OCOC 方向的速度从方向的速度从 O O 点射入磁场 点射入磁场 恰好能经过恰好能经过 D D 点 点 已知两粒子的质已知两粒子的质 第 2 页 共 7 页 量均为量均为 m m 电荷量均为 电荷量均为 q q 粒子重力及粒子间的相互作用均忽略 粒子重力及粒子间的相互作用均忽略 则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是 A A 粒子 粒子 带负电 带负电 粒子粒子 b b 带正电带正电 B B 粒子 粒子 b b 的速度大小为的速度大小为 1 5v01 5v0 C C 匀强磁场磁感应强度 匀强磁场磁感应强度 D D 若粒子 若粒子 b b 从从 O O 点以原速率沿水平面内任意方向射出 点以原速率沿水平面内任意方向射出 则粒子则粒子 b b 从出发到从出发到 ACAC 边的最短时间边的最短时间 为为 9 9 如图所示 半径为 如图所示 半径为 R R 的半圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度的大小为的半圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度的大小为 B B 质 质 量均为量均为 m m 带电量大小均为 带电量大小均为 q q 的甲 乙两粒子从圆心的甲 乙两粒子从圆心 O O 处向上先后射入匀强磁场中 两粒子的速处向上先后射入匀强磁场中 两粒子的速 度方向垂直直径度方向垂直直径 abab 也垂直于匀强磁场 结果甲粒子在磁场中运动的偏转角为 也垂直于匀强磁场 结果甲粒子在磁场中运动的偏转角为 90 90 乙粒子在磁 乙粒子在磁 场中运动的偏转角为场中运动的偏转角为 180 180 不计粒子的重力 则甲乙两粒子的速度之比可能为 不计粒子的重力 则甲乙两粒子的速度之比可能为 A A B B C C 1 1 D D 1010 如图所示 有一长方体金属桶 左右两侧开口 其长 宽 高分别为 如图所示 有一长方体金属桶 左右两侧开口 其长 宽 高分别为 a a b b c c 置于方向向 置于方向向 下且垂直于上 下表面的磁感应强度为下且垂直于上 下表面的磁感应强度为 B B 的匀强磁场中 第一次实验时沿的匀强磁场中 第一次实验时沿 方向通入电解质方向通入电解质 溶液 第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿溶液 第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿 方向通入电流方向通入电流 I I 第三次实验时在空间 第三次实验时在空间 内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿 方向通入电流方向通入电流 I I 则下列说法正确的是 则下列说法正确的是 A A 三次实验中 装置的前 后表面都会形成电势差 三次实验中 装置的前 后表面都会形成电势差 B B 第一次实验时 在装置前 后表面形成电势差 当电势差稳定时 测得其大小为 第一次实验时 在装置前 后表面形成电势差 当电势差稳定时 测得其大小为 U U 则电解质 则电解质 溶液的流量溶液的流量 C C 第二次实验时后表面附近电解质溶液浓度高 第二次实验时后表面附近电解质溶液浓度高 D D 第三次实验时 其前表面电势低于后表面电势 第三次实验时 其前表面电势低于后表面电势 1111 如图甲所示 等离子气流 由高温高压的等电量的正 负离子组成 由左方连续不断地以速 如图甲所示 等离子气流 由高温高压的等电量的正 负离子组成 由左方连续不断地以速 度度 v0v0 射入射入 P1P1 和和 P2P2 两极板间的匀强磁场中 两极板间的匀强磁场中 abab 直导线与直导线与 P1P1 P2P2 相连接 线圈相连接 线圈 A A 与直导线与直导线 cdcd 相连接 线圈相连接 线圈 A A 内存在如图乙所示的变化磁场 且磁感应强度内存在如图乙所示的变化磁场 且磁感应强度 B B 的正方向规定为向左 则下列叙的正方向规定为向左 则下列叙 述正确的是 述正确的是 A A 0 0 1s1s 内内 abab cdcd 导线互相排斥导线互相排斥 B B 1 1 2s2s 内内 abab cdcd 导线互相吸引导线互相吸引 C C 2 2 3s3s 内内 abab cdcd 导线互相排斥导线互相排斥 D D 3 3 4s4s 内内 abab cdcd 导线互相吸引导线互相吸引 1212 如图所示 间距为 如图所示 间距为 L L 的光滑平行金属导轨弯成的光滑平行金属导轨弯成 形底部导轨面水平 倾斜部分与水平面形底部导轨面水平 倾斜部分与水平面 成成 角 导轨与固定电阻相连 整个装置处于竖直向上的大小为角 导轨与固定电阻相连 整个装置处于竖直向上的大小为 B B 的匀强磁场中 导体棒的匀强磁场中 导体棒 abab 和和 cdcd 均垂直于导轨放置 且与导轨间接触良好 两导体棒的电阻皆与阻值为均垂直于导轨放置 且与导轨间接触良好 两导体棒的电阻皆与阻值为 R R 的固定电阻相等 其的固定电阻相等 其 余部分电阻不计当导体棒余部分电阻不计当导体棒 cdcd 沿底部导轨向右以速度沿底部导轨向右以速度 v v 匀速滑动时 导体棒匀速滑动时 导体棒 abab 恰好在倾斜导轨上恰好在倾斜导轨上 处于静止状态 导体棒处于静止状态 导体棒 abab 的重力为的重力为 G G 则 则 第 3 页 共 7 页 A A 导体棒 导体棒 cdcd 两端电压为两端电压为 BLvBLv B B cdcd 棒克服安培力做功的功率为棒克服安培力做功的功率为 C C 时间 时间 t t 内通过导体棒内通过导体棒 cdcd 横截面的电荷量为横截面的电荷量为 D D 导体棒 导体棒 abab 所受安培力为所受安培力为 1313 如图所示 已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压 如图所示 已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压 U U 加速后 水平进入互加速后 水平进入互 相垂直的匀强电场相垂直的匀强电场 E E 和匀强磁场和匀强磁场 B B 的复合场中的复合场中 E E 和和 B B 已知已知 小球在此空间的竖直面内做匀速圆 小球在此空间的竖直面内做匀速圆 周运动 则周运动 则 A A 小球可能带正电 小球可能带正电 B B 小球做匀速圆周运动的半径为 小球做匀速圆周运动的半径为 r r 1 B 2UE g C C 小球做匀速圆周运动的周期为 小球做匀速圆周运动的周期为 T T 2 E Bg D D 若电压 若电压 U U 增大 则小球做匀速圆周运动的周期变大增大 则小球做匀速圆周运动的周期变大 1414 实际电流表有内阻 测量电流表 实际电流表有内阻 测量电流表 G1G1 内阻内阻 r1r1 的电路如图的电路如图 1 1 所示 所示 供选择的仪器如下 供选择的仪器如下 待测电流表待测电流表 G1 0G1 0 5 5 mAmA 内阻约 内阻约 300300 电流表电流表 G2 0G2 0 1010 mAmA 内阻约 内阻约 100100 定值电阻定值电阻 R1 300R1 300 定值电阻定值电阻 R2 10R2 10 滑动变阻器滑动变阻器 R3 0R3 0 1 1 000000 滑动变阻器滑动变阻器 R4 0R4 0 2020 干电池干电池 1 5 1 5 V V 电键电键 S S 及导线若干 及导线若干 1 1 定值电阻应选定值电阻应选 滑动变阻器应选 滑动变阻器应选 在空格内填写序号在空格内填写序号 2 2 对照电路图用笔连线连接如图对照电路图用笔连线连接如图 2 2 所示实物图 所示实物图 3 3 补全实验步骤 补全实验步骤 按如图按如图 7 7 所示电路图连接电路 将滑动变阻器的触头移至最所示电路图连接电路 将滑动变阻器的触头移至最 填填 左端左端 或或 右端右端 闭合电键闭合电键 S S 移动滑动触头至某一位置 记录 移动滑动触头至某一位置 记录 G1G1 和和 G2G2 的读数的读数 I1I1 和和 I2I2 多次移动滑动触头 记录多次移动滑动触头 记录 G1G1 和和 G2G2 的读数的读数 I1I1 和和 I2I2 以以 I2I2 为纵坐标 为纵坐标 I1I1 为横坐标 作出相应图线 如图为横坐标 作出相应图线 如图 3 3 所示 所示 4 4 根据根据 I2I2 I1I1 图线的斜率图线的斜率 k k 及定值电阻 写出待测电流表内阻的表达式及定值电阻 写出待测电流表内阻的表达式 1515 如图所示 在平面直角坐标系中 第三象限里有一加速电场 一个电荷量为 如图所示 在平面直角坐标系中 第三象限里有一加速电场 一个电荷量为 q q 质量为 质量为 m m 的的 带正电粒子带正电粒子 不计重力不计重力 从静止开始经加速电场加速后 垂直 从静止开始经加速电场加速后 垂直 x x 轴从轴从 A A 4L 4L 0 0 点进入第二象 点进入第二象 限 在第二象限的区域内 存在着指向限 在第二象限的区域内 存在着指向 O O 点的均匀辐射状电场 距点的均匀辐射状电场 距 O O 点点 4L4L 处的电场强度大小均为处的电场强度大小均为 E E 粒子恰好能垂直 粒子恰好能垂直 y y 轴从轴从 C C 0 0 4L4L 点进入第一象限 如图所示 在第一象限中有两个 点进入第一象限 如图所示 在第一象限中有两个 第 4 页 共 7 页 全等的直角三角形区域全等的直角三角形区域 I I 和和 充满了方向均垂直纸面向外的匀强磁场 区域 充满了方向均垂直纸面向外的匀强磁场 区域 I I 的磁感应强度大的磁感应强度大 小为小为 B0B0 区域 区域 的磁感应强度大小可调 的磁感应强度大小可调 D D 点坐标为 点坐标为 3L3L 4L4L M M 点为点为 CPCP 的中点 粒子运动轨的中点 粒子运动轨 迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场 从磁场区域从磁场区域 I I 进入第二象限的粒子可以被吸收掉 进入第二象限的粒子可以被吸收掉 求求 1 1 加速电场的电压 加速电场的电压 U U 2 2 若粒子恰好不能从 若粒子恰好不能从 OCOC 边射出 求区域边射出 求区域 磁感应强度大小 磁感应强度大小 1616 如图甲所示 两间距为 如图甲所示 两间距为 d d 的水平放置的平行金属板的水平放置的平行金属板 M M N N M M 板某处板某处 C C 放有粒子源 放有粒子源 C C 的正上的正上 方的方的 N N 板板 D D 处开有一个可穿过粒子的小孔 间距处开有一个可穿过粒子的小孔 间距 L 2dL 2d 的平行金属导轨的平行金属导轨 P P Q Q 与金属板与金属板 M M N N 相连 相连 导轨上存在一垂直纸面向里 大小为导轨上存在一垂直纸面向里 大小为 B B 的匀强磁场 一导体棒的匀强磁场 一导体棒 abab 贴紧贴紧 PQPQ 以一定的初速度向右匀以一定的初速度向右匀 速进入磁场 在速进入磁场 在 abab 进入磁场的瞬间 粒子源飘出一个初速度视为零 质量为进入磁场的瞬间 粒子源飘出一个初速度视为零 质量为 m m 带电量为 带电量为 q q 的粒的粒 子 在子 在 M M N N 间加速后从间加速后从 D D 处射出 在处射出 在 N N 板的上方 并与板的上方 并与 D D 点相切 有一个内圆半径点相切 有一个内圆半径 R1 dR1 d 外圆 外圆 半径半径 R2 3dR2 3d 的圆环形匀强磁场 其大小也为的圆环形匀强磁场 其大小也为 B B 方向垂直纸面向外 两圆的圆心 方向垂直纸面向外 两圆的圆心 O O 与与 C C D D 在一竖在一竖 直线上 不计粒子重力 忽略平行板外的电场以及磁场间的相互影响 直线上 不计粒子重力 忽略平行板外的电场以及磁场间的相互影响 1 1 C C 处飘出的粒子带何种电荷 已知处飘出的粒子带何种电荷 已知 abab 棒的速度为棒的速度为 v0v0 求粒子到达 求粒子到达 N N 板时速度板时速度 v v 2 2 为了不让粒子进入内圆半径为 为了不让粒子进入内圆半径为 R1R1 的无磁场区域 试求出的无磁场区域 试求出 abab 棒的速度棒的速度 v0v0 最大值最大值 v0mv0m 3 3 若 若 abab 棒的速度只能是棒的速度只能是 0 5qBd v m 为了实现粒子不进入半径为 为了实现粒子不进入半径为 R1R1 的内圆无磁场区域 可的内圆无磁场区域 可 以控制金属导轨以控制金属导轨 P P Q Q 的磁场宽度 如图乙所示 的磁场宽度 如图乙所示 求该磁场宽度 求该磁场宽度 S S 的范围 的范围 1717 如图 两根相距 如图 两根相距 d d 1m1m 的平行金属导轨的平行金属导轨 OCOC O C O C 水平放置于匀强磁场中 磁场方向水平 水平放置于匀强磁场中 磁场方向水平 向左 磁感应强度向左 磁感应强度 B1B1 5 6T5 6T 导轨右端 导轨右端 O O O O 连接着与水平面成连接着与水平面成 30 30 的光滑平行导轨的光滑平行导轨 ODOD O D O D OCOC 与与 ODOD O C O C 与与 O D O D 分别位于同一竖直平面内 分别位于同一竖直平面内 OO OO 垂直于垂直于 OCOC O C O C 倾 倾 斜导轨间存在一匀强磁场 磁场方向垂直于导轨向上 磁感应强度斜导轨间存在一匀强磁场 磁场方向垂直于导轨向上 磁感应强度 B2B2 1T1T 两根与倾斜导轨垂直 两根与倾斜导轨垂直 的金属杆的金属杆 M M N N 被固定在导轨上 被固定在导轨上 M M N N 的质量均为的质量均为 m m 1kg1kg 电阻均为 电阻均为 R R 0 5 0 5 杆与水平导轨间 杆与水平导轨间 的动摩擦因数为的动摩擦因数为 0 40 4 现将 现将 M M 杆从距杆从距 OO OO 边界边界 x x 10m10m 处静止释放 已知处静止释放 已知 M M 杆到达杆到达 OO OO 边界前边界前 已开始做匀速运动 当已开始做匀速运动 当 M M 杆一到达杆一到达 OO OO 边界时 使边界时 使 N N 杆在一平行导轨向下的外力杆在一平行导轨向下的外力 F F 作用下 开始作用下 开始 做加速度为做加速度为 a a 6m s26m s2 的匀加速运动 导轨电阻不计 的匀加速运动 导轨电阻不计 g g 取取 10m s210m s2 1 1 求 求 M M 杆下滑过程中 杆下滑过程中 M M 杆产生的焦耳热杆产生的焦耳热 Q Q 2 2 求 求 N N 杆下滑过程中 外力杆下滑过程中 外力 F F 与时间与时间 t t 的函数关系 的函数关系 3 3 请分析 请分析 M M 在水平面上的运动情况 在水平面上的运动情况 4 4 已知 已知 M M 杆停止时 杆停止时 N N 杆仍在斜面上 求杆仍在斜面上 求 N N 杆运动的位移杆运动的位移 s s 1818 如图 如图 a a 所示 斜面倾角为 所示 斜面倾角为 37 37 一宽为 一宽为 d 0 43md 0 43m 的有界匀强磁场垂直于斜面向上 磁场的有界匀强磁场垂直于斜面向上 磁场 边界与斜面底边平行 在斜面上由静止释放一长方形金属线框 线框沿斜面下滑 下边与磁场边边界与斜面底边平行 在斜面上由静止释放一长方形金属线框 线框沿斜面下滑 下边与磁场边 界保持平行 取斜面底部为零势能面 从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中 线框的机界保持平行 取斜面底部为零势能面 从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中 线框的机 械能械能 E E 和位移和位移 s s 之间的关系如图 之间的关系如图 b b 所示 图中 所示 图中 均为直线段 已知线框的质量为均为直线段 已知线框的质量为 m 0 1kgm 0 1kg 电阻为 电阻为 R 0 06 R 0 06 重力加速度取 重力加速度取 g 10m s2g 10m s2 sin37 0 6sin37 0 6 cos37 0 8cos37 0 8 1 1 求金属线框与斜面间的动摩擦因数 求金属线框与斜面间的动摩擦因数 2 2 求金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间 求金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间 t t 3 3 求金属线框穿越磁场的过程中 线框中产生焦耳热的最大功率 求金属线框穿越磁场的过程中 线框中产生焦耳热的最大功率 PmPm 4 4 请在图 请在图 c c 中定性地画出 在金属线框从开始运动到完全穿出磁场的过程中 线框中感应 中定性地画出 在金属线框从开始运动到完全穿出磁场的过程中 线框中感应 电流电流 I I 的大小随时间的大小随时间 t t 变化的图象 变化的图象 第 5 页 共 7 页 答案答案 1 61 6 C C A A B B A A B B D D 7 137 13 BCBC BDBD ABAB BCBC BCBC CDCD BCBC 14 答案答案 1 2 3 左端 左端 4 解析解析 1 器材选择 定值电阻要和待测电流表内阻接近 因为电流表 器材选择 定值电阻要和待测电流表内阻接近 因为电流表 G2的量程是待测电流表的量程是待测电流表 G1的的 2 倍 滑动变阻器的电阻不要太大 故定值电阻选倍 滑动变阻器的电阻不要太大 故定值电阻选 滑动变阻器选 滑动变阻器选 2 根据电路图连接实物电路图 实物电路图如图所示 根据电路图连接实物电路图 实物电路图如图所示 3 补充实验步骤见 补充实验步骤见 将滑动触头移至最左端将滑动触头移至最左端 多次移动滑动触头 记录相应的多次移动滑动触头 记录相应的 G1 G2读数读数 I1 I2 4 根据并联分流公式 根据并联分流公式 IG2 IG1 又 又 解得解得 r1 k 1 R1 式中 式中 r1即即 rG1 点睛 本题考查测量实际电流表点睛 本题考查测量实际电流表 G1内阻内阻 r1的实验器材选择 实物电路连接及实验原理 并联分的实验器材选择 实物电路连接及实验原理 并联分 流 等 对于变阻器分压式接法 操作时要注意 开关闭合前 变阻器输出电压要最小 流 等 对于变阻器分压式接法 操作时要注意 开关闭合前 变阻器输出电压要最小 15 15 答案答案 1 1 2 2 解析解析 1 1 粒子在加速电场中加速 根据动能定理有 粒子在加速电场中加速 根据动能定理有 粒子在第二象限辐射状电场中只能做半径为粒子在第二象限辐射状电场中只能做半径为 R R 的匀速圆周运动 则 的匀速圆周运动 则 解得 解得 2 2 粒子在区域 粒子在区域 中运动的速度中运动的速度 根据 根据 得半径 得半径 作出对应的运 作出对应的运 动轨迹图 如图动轨迹图 如图 若粒子在区域若粒子在区域 中的运动半径中的运动半径 R R 较小 则粒子会从较小 则粒子会从 OCOC 边射磁场 边射磁场 恰好不从恰好不从 OCOC 边射出时满足边射出时满足 又 又 解得 解得 代入代入可得 可得 16 16 答案答案 1 1 负电负电 0 2 Bdv q m 2 2 4qdB m 3 3 0 0 s 2ds 2d 解析解析 试题分析 依据右手定则 从而判定粒子的电性 再依据感试题分析 依据右手定则 从而判定粒子的电性 再依据感 应电动势公式 结合动能定理 即可求解 依据题意作出最大半径的应电动势公式 结合动能定理 即可求解 依据题意作出最大半径的 圆 再根据几何关系 结合洛伦兹力提供向心力 即可求解 为了实圆 再根据几何关系 结合洛伦兹力提供向心力 即可求解 为了实 现粒子不进入半径为现粒子不进入半径为R R1 1的内圆无磁场区域 结合运动学规律 及牛顿的内圆无磁场区域 结合运动学规律 及牛顿 第二定律 从而求得磁场宽度第二定律 从而求得磁场宽度S S的范围 的范围 1 1 根据右手定则可知 根据右手定则可知 a a端为正极 故带电粒子必须带负电 端为正极 故带电粒子必须带负电 abab棒切割磁感线 产生的电动势为 棒切割磁感线 产生的电动势为 E E势 势 BLv BLv0 0 2 2BdvBdv0 0 根据动能定理对于粒子有 根据动能定理对于粒子有 2 1 2 DC qUqEmv 势 联立以上解得 联立以上解得 0 2 Bdv q v m 2 2 为了不让粒子进入内圆半径为 为了不让粒子进入内圆半径为d d的无磁场区域 则粒子最大半径的无磁场区域 则粒子最大半径r r时的轨迹与内圆相切 如时的轨迹与内圆相切 如 图所示 设此时粒子速度为图所示 设此时粒子速度为v v 第 6 页 共 7 页 根据几何关系 根据几何关系 2 22 21 rRRr 解得 解得 r r 4 4d d 根据洛伦兹力提供向心力有 根据洛伦兹力提供向心力有 2 v qv Bm r 联立解得 联立解得 4 qdB v m 根据粒子速度根据粒子速度v v与与abab棒速度棒速度v v0 0的关系式可得 的关系式可得 0 2 m qdBv v m 所以所以abab棒的速度棒的速度v v0 0的最大值为 的最大值为 0 4 m qdB v m 3 3 因为 因为 00 54 m qdBqdB vv mm 故如果让粒子一直在 故如果让粒子一直在MNMN间加速 则必然进入内圆无磁场间加速 则必然进入内圆无磁场 区 而如果能够让粒子在区 而如果能够让粒子在MNMN间只加速一部分距离 用时间间只加速一部分距离 用时间t t 再匀速走完剩下的距离 就可以让 再匀速走完剩下的距离 就可以让 粒子的速度不超过粒子的速度不超过v v 这时只需 这时只需abab棒在磁场中运动一段距离 棒在磁场中运动一段距离 设导轨磁场最大宽度为设导轨磁场最大宽度为S S时粒子恰好不会进入内圆无磁场区 此情况下由上可知 粒子从时粒子恰好不会进入内圆无磁场区 此情况下由上可知 粒子从D D点射点射 出的速度为 出的速度为 4qdB vat m 粒子在粒子在MNMN间加速的加速度为 间加速的加速度为 22 0 2 210 qEqEBdv qB q d a mmdmm 势电 联立解得 联立解得 2 5 m t qB 对于对于abab棒 棒 0 2sv td 磁场宽度范围 磁场宽度范围 0 0 s s 2 2d d 点睛 本题主要考查了动能定理 运动学规律与牛顿第二定律的应用 理解几何知识 注意如何点睛 本题主要考查了动能定理 运动学规律与牛顿第二定律的应用 理解几何知识 注意如何 确定已知长度与圆半径的关系 并会画出正确的运动轨迹图也是解题的关键 确定已知长度与圆半径的关系 并会画出正确的运动轨迹图也是解题的关键 17 17 答案答案 1 1 18 75J18 75J 2 2 F 6t 1F 6t 1 3 3 a 4 2ta 4 2t 4 4 3m3m 解析解析 1 1 M M 杆在斜轨道滑行过程中开始做匀速运动杆在斜轨道滑行过程中开始做匀速运动 解得解得 v vM M 5m s 5m s mgxsin30mgxsin300 0 Q Q mvmvM M2 2 解得 解得Q Q 37 5J37 5J M M 杆产生的焦耳热杆