高二物理計(jì)算題

1、-作者xxxx-日期xxxx高二物理計(jì)算題【精品文檔】 高二物理計(jì)算題18、(10分) 有一靜止電子經(jīng)過(guò)電壓U0加速后，從電壓為U的平行金屬板正中央射入，該兩極板間距為d，電子剛好能射出平行金屬板。電子的質(zhì)量為m，不計(jì)重力，電量為e。 求：（1）電子經(jīng)U0加速后進(jìn)入平行金屬板間的初速度v0為多少？（2）平行金屬板的長(zhǎng)度？18（10分）解：（1）電子經(jīng)過(guò)電壓U0加速，根據(jù)動(dòng)能定理，有：e U0 mv02（2分）解得v0 （1分）（2）電子在電壓為U的平行金屬板間作類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t （1分）加速度a （2分） 電子在豎直方向上的位移y a t 2（1分） 電子剛好能穿出電場(chǎng)，有y （1分）解

2、以上方程，得L d （2分）19.（10分）如圖所示，軌道ABC位于豎直平面內(nèi)，AB段光滑，BC段粗糙。AB段為半徑為R的圓弧，A點(diǎn)與圓心O等高，BC段水平。軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為E。質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后又滑行L后停下，求：（1）小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；（3）BC段的動(dòng)摩擦因素為多少。19.（10分）解：（1）小球從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)由動(dòng)能定理得： (2分）解得  （ 1分）（2）設(shè)小球在B點(diǎn)受到軌道支持力為,有 （2分） 解得 （1分）   根據(jù)牛頓第三定律知，小球?qū)壍赖膲毫?/p>

3、 （1分）（3）小球從滑下到最后停止，由動(dòng)能定理得：   （2分）  解得  （1分）16. (12分)ABC表示豎直放在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的1/4圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切。A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB=R=，把一質(zhì)量m=，帶電量為的小球，放在A點(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）（1）小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大?。?）小球在C點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力大小16.（12分）（1）（5分）從AC，由動(dòng)能定理得： （3分） 解得： （2分）（2）（7分）在C處，設(shè)小球受軌道的支持力為，由牛頓第二定律

4、： （3分） 解得： （2分） 根據(jù)牛頓第三定律，知：軌道受到的壓力大小也是3N （2分）（1）小球B在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，而A還未進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，兩小球的加速度大小。 （2）從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到A剛要進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間。 17.（12分）（1）（4分）以A、B球以及桿做研究對(duì)象，由牛頓第二定律： （2分）解得： （2分）（2）（8分）B未進(jìn)入電場(chǎng)前，系統(tǒng)做自由落體運(yùn)動(dòng)，時(shí)間記為 由 （1分）解得 （1分）B球進(jìn)入電場(chǎng)瞬間的速度為 （1分）B球進(jìn)入電場(chǎng)，至A球剛好進(jìn)入，這段時(shí)間為由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 （2分）解得 （1分）從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，至A球剛好進(jìn)入的時(shí)間為 （2分）18.如圖所示，粗糙的絕緣水平面

5、被豎直線PQ分為左、右兩部分，左側(cè)有范圍足夠大、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E=20N/C，有一個(gè)質(zhì)量m=2kg、電量q=的正電滑塊（可看作質(zhì)點(diǎn)）靜止在PQ線右側(cè)某一位置?，F(xiàn)給滑塊一個(gè)向左的初速度v0，并從此時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，滑塊前2s的運(yùn)動(dòng)圖像如圖所示，且2s末時(shí)滑塊恰好運(yùn)動(dòng)到PQ線處。假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取g=10m/s2，求： （1）滑塊初始位置到PQ線的距離s1 （2）滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（3）滑塊能到達(dá)左側(cè)最遠(yuǎn)處到PQ線處的距離s2 （4）滑塊最終停在何處PQE18、（1）（2），得（3），得（4），則，得s=，即滑塊最終停留于PQ線右側(cè)處19.如圖所示，平行板電容器豎

6、直放置，兩板間距離d=，左板帶正電，右板帶負(fù)電，電勢(shì)差×103V。一個(gè)質(zhì)量為m=、帶電荷量為×10-7C的小球用長(zhǎng)L=的絕緣細(xì)線懸掛于電容器內(nèi)部的O點(diǎn)，將小球拉到細(xì)線呈水平伸直狀態(tài)的位置A，然后無(wú)初速度釋放，求：（1）小球運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)，小球的速度大小和繩子拉力的大?。ńY(jié)果可用根號(hào)表示）（2）假如小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)，線突然斷開(kāi)，以后發(fā)現(xiàn)小球恰能通過(guò)B點(diǎn)正下方的C處，求B、C兩點(diǎn)間的距離和小球運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)的速度大?。ńY(jié)果可用根號(hào)表示）19、（1），得，得（2），又，得，得17（9分）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E10 V，內(nèi)阻r1 ，R13 ，R26 ，C30 F.(1)閉合開(kāi)

7、關(guān)S，求穩(wěn)定后通過(guò)R1的電流；(2)然后將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，求電容器兩端的電壓變化量和流過(guò)R1的總電荷量；17（8分）解析：(1)穩(wěn)定時(shí)，電路中的電流I1 A （2分）(2)S閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電容器兩端的電壓UIR21×6 V6 V （2分）斷開(kāi)后，電容器兩端的電壓為10 V，所以U4 V （2分）流過(guò)R1的總電荷量為QUC1.2×104 C （2分）答案：(1)1 A(2)4 V1.2×104 C18. （9分）如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道，軌道平面與電場(chǎng)方向平行a、b為軌道直徑的兩端，該直徑與電場(chǎng)方向平行一電荷量為q(q0)的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)

8、運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小分別為Na和Nb.不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E、質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能18. （9分）解析：質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力的大小為FqE設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m，經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為va和vb，由牛頓第二定律有FNamNbFm設(shè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Eka和Ekb，有EkamvEkbmv根據(jù)動(dòng)能定理有EkbEka2rF聯(lián)立式得E(NbNa)Eka(Nb5Na)Ekb(5NbNa)答案：(NbNa)(Nb5Na)(5NbNa)（每式1分，共9分）19.（14分）如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m0.2 kg、帶電荷量為q×10

9、6 C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)t0時(shí)刻開(kāi)始，空間加上一個(gè)如圖乙所示的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng)(以水平向右為正方向，g取10 m/s2)，求：(1)23 s內(nèi)小物塊的位移大??；(2)23 s內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功19. （15分）解析：(1)02 s內(nèi)小物塊的加速度a12 m/s2， （2分）位移x1a1t4 m. （1分）2 s末小物塊的速度為v2a1t24 m/s. （1分）24 s內(nèi)小物塊的加速度a22 m/s2， （2分）位移x2x14 m4 s末的速度為v40. （1分）因此小物塊做周期為4 s的變速運(yùn)動(dòng)，第22 s末的速度為v224 m/s，第23

10、s末的速度為v23v22a2(t23t22)2 m/s，第23 s內(nèi)的位移x23v22(t23t22)a2(t23t22)23 m. （3分）所求位移為xx1x2347 m. （2分）(2)23 s內(nèi)，設(shè)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功為W，由動(dòng)能定理有：Wmgxmv， （2分）解得W9.8 J. （1分）答案：(1)47 m(2)9.8 J19、（10分）如圖所示，水平放置的兩導(dǎo)軌P、Q間的距離L0.5 m，垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T。垂直于導(dǎo)軌放置的ab棒中點(diǎn)系水平細(xì)線，線跨過(guò)光滑定滑輪掛上G=3 N的物塊。已知ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為2N，電源的電動(dòng)勢(shì)E10 V ；內(nèi)阻r1

11、，導(dǎo)軌的電阻及ab棒的電阻均不計(jì)，細(xì)線質(zhì)量不計(jì)， ab棒始終靜止在導(dǎo)軌上。求：（1）判定磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向并說(shuō)明依據(jù)。（2）求滑動(dòng)變阻器R的可能值。19（10分）解：（1）根據(jù)受力分析可知ab棒所受的安培力一定水平向左，根據(jù)左手定則，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。（依據(jù)1分，結(jié)論1分，共2分）（2）滑動(dòng)變阻器R取最大值時(shí)，流過(guò)ab棒電流最小，安培力最小，最大靜摩擦力向左，有F安+f=G （1分） 且 （1分）所以 （1分） 解得R=9（1分）當(dāng)滑動(dòng)變阻器R取最小值時(shí)，流過(guò)ab棒電流最大，安培力最大，最大靜摩擦力向右，有F安=G+f （1分） 即 （1分） 解得R=1（1分）ab棒始終靜

12、止在軌道上，滑動(dòng)變阻器R的可能取值在1至9之間均可。（1分）20、（12分）如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xoy，在第一象限內(nèi)有平行于軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y正方向；在第四象限的正三角形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xoy平面向里，正三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，且邊與y軸平行。一質(zhì)量為、電荷量為q的粒子，從y軸上的p點(diǎn)（坐標(biāo)0,h)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從x軸上的a點(diǎn)(2h,0)進(jìn)入第四象限，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后又從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第三象限，且速度與y軸負(fù)方向成45°角，不計(jì)粒子所受的重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。唬?）粒子到達(dá)點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；（3）區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最

13、小值。 20、（12分）解：（1）設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則有 -1分 -1分r450xabcByOPEv0 -1分 聯(lián)立以上各式可得 -2分（2）粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)沿負(fù)y方向的分速度為 -1分 所以-1分 方向與x軸正方向成450角-1分（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有-1分 當(dāng)粒子從b點(diǎn)射出時(shí)，半徑最大，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度有最小值，此時(shí)由圖有：（畫圖給1分） -1分所以 -1分16如圖所示，直線MN上方為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)以v的速度從點(diǎn)O與MN成30°角的方向射入磁場(chǎng)中，求：(1) 確定大致的圓心位置，并用圓規(guī)畫出軌跡；(2)電子從磁場(chǎng)中射

14、出時(shí)距O點(diǎn)多遠(yuǎn)；(3)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少16 解：(1)如圖（2分）（圖形明顯沒(méi)用圓規(guī)作圖不給分）(2)對(duì)電子在做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，設(shè)半徑為r，有 （2分） 所以：（1分）根據(jù)幾何關(guān)系可解得圓心角為60°，則電子出射點(diǎn)距O點(diǎn)的距離等于電子的運(yùn)動(dòng)半徑為.（1分）(3)電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期T為 (2分) 運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 （1分） 所以 （1分）18如圖(a)所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌的寬度為L(zhǎng)，電阻忽略不計(jì)，其所在平面與水平面所成的角37°，磁感應(yīng)強(qiáng)度B01.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌，一根質(zhì)量為m=的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的下端與一匝數(shù)n=10、面積為S2水

15、平放置、電阻不計(jì)的圓形金屬線圈兩端相連，另有一磁感應(yīng)強(qiáng)度B、方向垂直于線圈平面向上，隨時(shí)間的變化規(guī)律Bkt如圖(b)所示，使MN中有如圖（a）所示方向電流（g=10m/s2，sin37°=0.6）求：（1）要使導(dǎo)體棒靜止于導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒所受安培力的大小及此時(shí)的k值（2）如果導(dǎo)軌不光滑且與導(dǎo)體棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則k的取值范圍18解：（1）當(dāng)導(dǎo)體棒靜止于導(dǎo)軌上時(shí)，導(dǎo)體棒所受安培力的大?。?（1分） 由代入已知得導(dǎo)體棒受安培力大?。海?分） 由和圖（b）得：（1分） 線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：（1分） MN中的感應(yīng)電流： （1分） 聯(lián)立，代入已知解得： （1分）

16、（2）當(dāng)I最小時(shí)，摩擦力f最大，平行于軌道向上，有： （1分） 此時(shí)靜摩擦力最大：（1分） 聯(lián)立，代入已知得k的最小值：（1分） 當(dāng)I最大時(shí)，摩擦力f最大，平行于軌道向下，有： （1分） 聯(lián)立，代入已知得k的最大值：（1分） 所以，k的取值范圍：（1分）15.（執(zhí)信）如圖，水平U形光滑框架，寬度為1m，電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，方向垂直框架向上?，F(xiàn)用F=1N的外力由靜止開(kāi)始向右拉ab棒，當(dāng)ab棒的速度達(dá)到2m/s時(shí)，求：1）ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；2）ab棒所受的安培力；3）ab棒的加速度。15.(執(zhí)信)1） 2) 3) 方向與F相同16. 如

17、圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E015 V，內(nèi)阻r01，電阻R130 ，R260 m的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)閉合開(kāi)關(guān)S，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一帶正電的小球以初速度v/s沿兩板間中線水平射入板間設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為Rx，忽略空氣對(duì)小球的作用，取g10m/s2。1)當(dāng)Rx29時(shí)，電阻R2消耗的電功率是多大？2)若小球進(jìn)入板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并與板相碰，碰時(shí)速度與初速度的夾角為60°，分別求小球的荷質(zhì)比及Rx各是多少。16、(1)設(shè)R1和R2的并聯(lián)電阻為R，有R R1兩端的電壓為：U R2消耗的電功率為：P 當(dāng)

18、Rx29時(shí)，聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)，得P0.6 W 2)設(shè)小球質(zhì)量為m，電荷量為q，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，有：qEmg E 設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，有qvB 由幾何關(guān)系有rd q/m=1/2 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)，解得Rx54 17. 在水平光滑的絕緣平面內(nèi)建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，將第、象限稱為區(qū)域一，第、象限稱為區(qū)域二，其中區(qū)域二內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，區(qū)域一內(nèi)有大小為2×10-2T、方向垂直水平光滑平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)把一個(gè)荷質(zhì)比為的正電荷從坐標(biāo)為（0，-1）的A點(diǎn)處由靜止釋放，電荷以一定的速度從坐標(biāo)為（1，0）的C點(diǎn)第一次經(jīng)x軸進(jìn)入?yún)^(qū)域一，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，從坐標(biāo)原點(diǎn)O第二次經(jīng)x軸回到區(qū)域二不計(jì)此電荷

19、受到的重力。1）分別指出兩區(qū)域中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向；2）電荷從C點(diǎn)第一次經(jīng)x軸進(jìn)入?yún)^(qū)域一的速度大??；3）求電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?）電荷第三次經(jīng)過(guò)x軸的位置。 (17. ：(1)區(qū)域一磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，區(qū)域二電場(chǎng)方向由A指向C(2)設(shè)電荷從C點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域一的速度為v電荷進(jìn)入?yún)^(qū)域一后，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，有：qvB= 由題意及幾何關(guān)系知：=2×108 C/kg，B=2×10-2 T ，r=m V=(3)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E ,從A到C電荷做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度方向與+x軸方向成45°角，有：v2=2as=2 s=m代入可得

20、：E=(4)電荷從坐標(biāo)原點(diǎn)O第二次經(jīng)過(guò)x軸進(jìn)入?yún)^(qū)域二，速度方向與電場(chǎng)方向垂直，電荷在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t電荷第三次經(jīng)過(guò)x軸。有： tan45°=，解得：t=2×10-6 s 所以：x=8m即電荷第三次經(jīng)過(guò)x軸上的點(diǎn)的坐標(biāo)為(8，0)15(10分)如圖，兩塊豎直的彼此絕緣平行金屬板A、B，兩板間距離為d，讓A、B兩板連接到直流電源上，能在AB間形成一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)一個(gè)帶電量為q，質(zhì)量為m的小球用絕緣細(xì)線懸掛在電場(chǎng)中，平衡時(shí)細(xì)線偏離豎直方向夾角=30°求：（1）小球的電性和AB間的電場(chǎng)強(qiáng)度；（2）若將絕緣細(xì)線剪斷，求小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)瞬間的加速度15. 解： (1)

21、 小球帶負(fù)電如圖，由平衡條件得 解得：（2）剪斷細(xì)線：由牛頓第二定律得 故：16（12分）如圖，內(nèi)圓半徑為r、外圓半徑為3r的兩個(gè)圓形區(qū)域之間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。左側(cè)的平行板電容器兩板間電壓為U，靠近M板處?kù)o止釋放質(zhì)量為m、 電量為q的正離子，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后從N板小孔射出，并沿圓形直徑方向射入磁場(chǎng)，不計(jì)離子的重力，忽略平行板外的電場(chǎng)。求：（1）離子從N板小孔射出時(shí)的速率；（2）離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期；（3）要使離子不進(jìn)入小圓內(nèi)部區(qū)域，電壓U的取值范圍。16.解：（1）帶電粒子在平行板電容器中加速過(guò)程，由動(dòng)能定理得 qU=解得，v=（2）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

22、由洛侖茲力充當(dāng)向心力，由牛頓第二定律得 qvB=m則得圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=（3）當(dāng)粒子的軌跡恰好與小圓相切時(shí)，軌跡半徑最大，畫出軌跡，如圖，由幾何關(guān)系得 R2+（2r）2=（R+r）2解得，R=1.5r 由R=得 B=將v=，R=1.5r 代入解得，B=所以要使離子不進(jìn)入小圓區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為B17. （18分）如圖甲，兩足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd傾斜放置，兩導(dǎo)軌之間的距離為 L=，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為=30°，導(dǎo)軌上端a、c之間連接有一阻值為R1=4的電阻，下端b、d之間接有一阻值為R2=4的小燈泡有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，虛線ef為磁場(chǎng)的上邊界

23、，ij為磁場(chǎng)的下邊界，此區(qū)域內(nèi)的感應(yīng)強(qiáng)度B，隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的金屬棒MN，從距離磁場(chǎng)上邊界ef的一定距離處，從t=0時(shí)刻開(kāi)始由靜止釋放，金屬棒MN從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的下邊界ij的過(guò)程中，小燈泡的亮度始終不變金屬棒MN在兩軌道間的電阻r=1，其余部分的電阻忽略不計(jì)，ef、ij邊界均垂直于兩導(dǎo)軌重力加速度g=10m/s2求：（l）小燈泡的實(shí)際功率；（2）金屬棒MN穿出磁場(chǎng)前的最大速率；（3）整個(gè)過(guò)程中小燈泡產(chǎn)生的熱量17.解：（1）由于小燈泡的亮度始終不變，說(shuō)明金屬棒MN進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度v達(dá)到最大，由平衡條件得：mgsin=BIL小燈泡的電功率為

24、：P=代入數(shù)據(jù)解得：P=25 W（2）由閉合電路歐姆定律得：I=其中，總電阻為：由切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式得：E=BLv聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)解得v=15m/s（3）金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，由牛頓第二定律得：mgsin=ma加速度為：a=gsin30°=5m/s2進(jìn)入磁場(chǎng)前所用的時(shí)間為：設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度為x，在0t1時(shí)間內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：金屬棒MN進(jìn)入磁場(chǎng)前，總電阻為：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為：Q=P（t1+t2）代入數(shù)據(jù)解得：Q=135J 第14題圖AEB14空間中存在一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電子粒子在A點(diǎn)以大小為v0的水平初速度進(jìn)入電場(chǎng)，經(jīng)

25、過(guò)A點(diǎn)右下方的B點(diǎn)時(shí)速度為大小為v。不計(jì)粒子所受重力。AB之間距離為L(zhǎng)，與豎直方向夾角為。粒子質(zhì)量為m，帶電量為q。求：（1）粒子帶正電還是負(fù)電？（2）A、B間的電勢(shì)差U大??？（3）該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大?。?4（10分）（1）該粒子帶正電（2）從A到B，由動(dòng)能定理得 mv2 mv02=qU 解得U=（mv2mv02）/q(3) A到B沿電場(chǎng)線方向的距離為d=Lcos, 電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=（mv2mv02）/q Lcos第15題圖15如圖所示是一個(gè)測(cè)定帶電粒子荷質(zhì)比（帶電量和質(zhì)量的比）的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)化圖abcd是一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形盒子，在a處和cd邊的中點(diǎn)e處各有一個(gè)小孔，e外有一能顯示粒子從

26、e孔射出的熒光屏M盒子內(nèi)有一方向垂直于abcd平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度可忽略，經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后，粒子以垂直ad的方向由a孔水平射入盒內(nèi)，粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用力試求帶電粒子的荷質(zhì)比15（10分）（作ae的中垂線OF，與ad的交點(diǎn)O即為軌跡圓的圓心，Oa為半徑R）F由幾何關(guān)系可得粒子運(yùn)動(dòng)的半徑 （3分）帶電粒子在磁場(chǎng)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，有： （2分）帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)加速過(guò)程中，由動(dòng)能定理有：（2分） 由以上三式可解得粒子的比荷 （3分）第16題圖MSabcN16如圖所示，M、N為水平放置的兩塊平行金屬板，相距為d，板間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B已知電源內(nèi)阻為r，滑動(dòng)變阻器的總阻值為R今有帶負(fù)電的電量為q、質(zhì)量為m的粒子，從左端兩板間的中央水平射入板間，粒子重力不計(jì)，求：（1）S斷開(kāi)時(shí)，若帶電粒子恰好垂直打在金屬板上，則