2024年1月北京朝阳区高二期末考试计算题详解(有思路)_第1页
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文档简介

17、如图所示,长l=1m的轻质绝缘细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中时,绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)小球所受静电力的大小F;

(2)小球的质量m;(3)若小球在外力作用下从B点移动到细绳竖直位置的A点,求该过程中静电力对小球做的功W。参考答案与解析:17、【答案】

【详解】(1)根据电场强度的定义式,可得小球所受静电力的大小为

(2)小球静止在水平向右的匀强电场中时,对小球受力分析,如下图所示

(3)若小球在外力作用下从B点移动到细绳竖直位置的A点,则过程中静电力对小球做的功为

18、某质谱仪原理如图所示,Ⅰ为粒子加速器,加速电压为U1;Ⅱ为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,两板间距离为d;Ⅲ为偏转分离器,磁感应强度为B2。现有一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),初速度为0,经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求:(1)粒子进入速度选择器的速度大小v;(2)速度选择器的两板间的电压U2;(3)粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径R。参考答案与解析:18、【答案】

【详解】

(2)粒子在速度选择器中,根据电场力等于洛伦兹力有

(3)粒子匀速通过速度选择器后,速度仍为v,在分离器中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力有

20、我国电磁推进技术研发遥遥领先,创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。某兴趣小组设计了一种火箭电磁弹射装置,简化原理如图所示,它由两根竖直金属导轨、承载火箭装置(简化为与火箭绝缘的金属杆PQ)和电源组成闭合回路。电源能自动调节其输出电压确保回路电流恒定,方向如图中所示。弹射装置处于垂直导轨平面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小与电流成正比,比例系数为k(k为常量)。火箭稳定静止在绝缘停靠平台后,接通电源,当火箭上升到导轨顶端时与金属杆分离,完成弹射。已知火箭与金属杆的总质量为M,分离时速度为v0,金属杆电阻为R,回路电流为I,导轨间距为,重力加速度为g。金属杆与导轨接触良好,不计空气阻力和摩擦,不计导轨电阻和电源的内阻。在火箭弹射过程中,求:

(1)金属杆所受的安培力F。(2)金属杆PQ产生的电动势E与运动时间t的关系。(3)电源输出电压U与运动时间t的关系及整个弹射过程电源输出的能量W。

参考答案与解析:20.【答案】

【详解】

根据右手定则感应电流方向为顺时针方向,为确保回路电流恒定,需满足

电源输出功率

由此可知,电源输出功率与时间呈线性关系,则输出能量

我们看到,北京

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