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期末復(fù)習(xí)大題好拿分【提升版】〔20題).如下列圖,質(zhì)量M=8kg的長(zhǎng)木板A放在水平光滑的平面上,木板左端受到水平推力F=8N的作用,當(dāng)木板向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到v0=1.5m/s時(shí),在木板右端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì),質(zhì)量為m=2kg的小物塊B,放上小物塊0.6s后撤去F,小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)R=0.2,木板足夠長(zhǎng),取g=10m/s2.求:〔1〕放上小物塊后撤去F前,長(zhǎng)木板與小物塊的加速度;〔2〕撤去F后,二者達(dá)到一樣速度的時(shí)間;〔3〕整個(gè)過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱〔結(jié)果保存兩位有效數(shù)字〕.A|.如圖〔a〕所示,在傾角。=3。。的光滑固定斜面上有一勁度系數(shù)k=100N/m的輕質(zhì)彈簧,彈簧下端固定在垂直于斜面的擋板上,彈簧上端拴接一質(zhì)量m=2kg的物體,初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài).取g=10m/s2.〔1〕求此時(shí)彈簧的形變量x0.〔2〕現(xiàn)對(duì)物體施加沿斜面向上的拉力F,拉力F的大小與物體位移x的關(guān)系如圖〔b〕所示,設(shè)斜面足夠長(zhǎng).a.分析說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)并求出物體的速度v與位移x的關(guān)系式;b.假設(shè)物體位移為0.1m時(shí)撤去拉力F,在圖〔c〕中做出此后物體上滑過(guò)程中彈簧彈力f的大小隨形變量x'的函數(shù)圖像;并且求出此后物體沿斜面上滑的最大距離xm以與此后運(yùn)動(dòng)的最大速度vm.3.如下列圖,質(zhì)量?kg的木塊A套在水平桿上,并用輕繩將木塊與質(zhì)量 kg的小球B相連。今用跟水平方向成=30。角的力 ?N,拉著球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中M、m相對(duì)位置保持不變,取g=10m/s2。求:
〔1〕運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輕繩與水平方向夾角;〔2〕木塊與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)口?!?〕當(dāng)角為多大時(shí),力F使球和木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)的拉力最小?最小拉力為多少?〔只要求寫(xiě)出角度的函數(shù)值〕.為了使航天員能適應(yīng)失重環(huán)境下的工作和生活,國(guó)家航天局組織對(duì)航天員進(jìn)展失重訓(xùn)練時(shí)創(chuàng)造出了一種失重環(huán)境。航天員乘坐在總質(zhì)量m=5X104kg的訓(xùn)練飛機(jī)上,飛機(jī)以200m/s的速度與水平面成30°傾角勻速飛升到7000m高空時(shí)向上拉起,沿豎直方向以v°=200m/s的初速度向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),勻減速的加速度大小為g,當(dāng)飛機(jī)到最高點(diǎn)后立即掉頭向下,沿豎直方向以加速度g做勻加速運(yùn)動(dòng),這段時(shí)間內(nèi)便創(chuàng)造出了完全失重的環(huán)境。當(dāng)飛機(jī)離地2000m高時(shí),為了安全必須拉起,之后又可一次次重復(fù)為航天員提供失重訓(xùn)練。假設(shè)飛機(jī)飛行時(shí)所受的空氣阻力F=kv(k=900N-s/m),每次飛機(jī)速度達(dá)到350m/s后必須終止失重訓(xùn)練(否如此飛機(jī)可能失控)。求:(整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力加速度g的大小均取10m/s2)地面地面(1)飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間。⑵飛機(jī)從最高點(diǎn)下降到離地4500m時(shí)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。.如下列圖,物體1、物體3的質(zhì)量均為m=1kg,質(zhì)量為M=2kg、長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1.0m的長(zhǎng)木板2與物體3通過(guò)不可伸長(zhǎng)輕繩連接.跨過(guò)光滑的定滑輪.設(shè)長(zhǎng)板2到定滑輪足夠遠(yuǎn),物體3離地面高H=6.5m,物體1與長(zhǎng)板2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)R=0.2。長(zhǎng)板2在光滑的桌面上從靜止開(kāi)始釋放,同時(shí)物體.(視為質(zhì)點(diǎn))在長(zhǎng)板2的左端以v0=3m/s的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng).求:⑴長(zhǎng)板2開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小;⑵通過(guò)計(jì)算說(shuō)明物體1是否會(huì)從長(zhǎng)木板2的右端落下?⑶當(dāng)物體3落地時(shí),物體1在長(zhǎng)板2上的位置..一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的細(xì)線一端固定在。點(diǎn),另一端拴一質(zhì)量為m的小球,P為地面上的一點(diǎn),0、P兩點(diǎn)的連線與水平地面垂直。假設(shè)小球恰好能在豎直平面內(nèi)繞。點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),在小球做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,第一次在小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)A的瞬間剪斷細(xì)線,第二次在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B的瞬間剪斷細(xì)線,假設(shè)兩次小球的落地點(diǎn)到P點(diǎn)小為g0,在赤道處的重力加速度大小為g,地球自轉(zhuǎn)的周期為T(mén),引力常量為G.假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體.求:〔1〕質(zhì)量為m的物體在地球北極所受地球?qū)λ娜f(wàn)有引力的大小.〔2〕地球的半徑.〔3〕地球的密度.8.如下列圖,長(zhǎng)為91水平傳送帶以恒定的速度v0=4而作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),緊鄰傳送帶的右端放置一長(zhǎng)為6.51滑板,滑板靜止在光滑水平地面上,滑板的上外表與傳送帶處在同一水平面。在距滑板右端一段距離處固定一擋板C。一質(zhì)量為m的物塊被輕放在傳送帶的最左端〔A點(diǎn)〕,物塊在傳送帶的作用下到達(dá)B點(diǎn)后滑上滑板,滑板在物塊的怍用下運(yùn)動(dòng)到C處撞上檔板并被結(jié)實(shí)粘連。物塊可視為質(zhì)點(diǎn),滑板的質(zhì)量M=2m,物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為R=0.5,重力加速度取g。求:〔1〕求物塊在傳送帶的作用下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小v;〔2〕假設(shè)物塊和滑板共速時(shí),滑板恰與擋板C相撞,求開(kāi)始時(shí)滑板右端到C的距離L;〔3〕假設(shè)滑板右端到擋板C的距離為L(zhǎng)〔己知〕,且1WLW51,試求解:a.假設(shè)物塊與滑板共速后,滑板撞上擋板C,如此物塊從滑上滑板到物塊撞上檔板C的過(guò)程中,物塊抑制摩擦力做的功卬;fb.假設(shè)物塊與滑板共速前,滑板撞上擋板C,如此物塊從滑上滑板到物塊撞上檔板C的過(guò)程中,物塊抑制摩擦力做的功W;并求出物塊到C時(shí)速度的最大值。f9.如下列圖,PQ為粗糙水平面,左端P處有一固定擋板,右端Q處與以速率v0逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶平滑連接。兩滑塊A、B質(zhì)量均為m,A滑塊與處于壓縮狀態(tài)的彈簧不掛接,B滑塊靜止在Q點(diǎn)?,F(xiàn)將A滑塊由靜止釋放,它向右運(yùn)動(dòng)距離L1后與B滑塊碰撞,碰撞后A與B粘在一起,共同在水平傳送帶上繼續(xù)運(yùn)動(dòng),經(jīng)L2距離到達(dá)傳送帶最右端M時(shí)速度恰好為零。兩滑塊與水平面PQ之間以與與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為u,重力加速度為g,求;〔1〕A與B碰撞完畢時(shí)的速度v1;〔2〕彈簧的最大彈性勢(shì)能EP;〔3〕兩滑塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q。.如下列圖,在光滑絕緣的水平面上,用長(zhǎng)為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B.A球的帶電量為+2q,B球的帶電量為-3q,兩球組成一帶電系統(tǒng).虛線MN與PQ平行且相距3L,開(kāi)始時(shí)A和B分別靜止于虛線MN的兩側(cè),虛線MN恰為AB兩球連線的垂直平分線.假設(shè)視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),不計(jì)輕桿的質(zhì)量,在虛線MN、PQ間加上水平向右的電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)后.試求:
(1)B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),帶電系統(tǒng)的速度大小;⑵帶電系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng)的最大距離和此過(guò)程中B球電勢(shì)能的變化量;⑶帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的周期..如圖甲所示,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)邊界OP與水平方向夾角為45°,緊靠磁場(chǎng)右上邊界放置長(zhǎng)為L(zhǎng),間距為d的平行金屬板M、N,磁場(chǎng)邊界上的。點(diǎn)與N板在同一水平面上,O1、O2是電場(chǎng)左右邊界中點(diǎn).在兩板間存在如圖乙所示的交變電場(chǎng)〔取豎直向下為正方向〕.某時(shí)刻從O點(diǎn)豎直向上同時(shí)發(fā)射兩個(gè)一樣的粒子a和b,質(zhì)量為m,電量為+q,初速度不同.粒子a在圖乙中的t=T時(shí)刻,從。點(diǎn)水平進(jìn)4 1入板間電場(chǎng)運(yùn)動(dòng),由電場(chǎng)中的02點(diǎn)射出.粒子b恰好從M板左端進(jìn)入電場(chǎng).〔不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用,電場(chǎng)周期T未知〕求:〔1〕粒子a、b從磁場(chǎng)邊界射出時(shí)的速度va、vb;〔2〕粒子a從。點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到射出02點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間;〔3〕如果交變電場(chǎng)的周期T4m,要使粒子b能夠穿出板間電場(chǎng),求這電場(chǎng)強(qiáng)度大小E滿足的條件.qB 0.如圖甲所示的是安全恒溫飲水機(jī)的自動(dòng)控制電路.左邊是一個(gè)對(duì)水加熱的容器,內(nèi)有密封絕緣可調(diào)的電熱絲發(fā)熱器和接觸開(kāi)關(guān)S「只要有水浸沒(méi)S「它就會(huì)導(dǎo)通.Rx是一個(gè)熱敏電阻,低溫時(shí)呈現(xiàn)高電阻,達(dá)到高溫時(shí)〔如水的沸點(diǎn)〕呈現(xiàn)低電阻.Ry是一個(gè)可變電阻,低溫時(shí)Rx?Ry,高溫〔水的沸點(diǎn)〕時(shí)Rx?Ry.中方框P內(nèi)是一個(gè)邏輯門(mén),A、B是邏輯門(mén)的輸入端,Z是輸出端.當(dāng)A、8輸入都為高電勢(shì)時(shí),Z才輸出高電勢(shì).右邊虛線框J內(nèi)是一
個(gè)繼電器,當(dāng)Z輸出高電勢(shì)時(shí)電磁線圈中有電流,S2被吸動(dòng)閉合,發(fā)熱器工作.該加熱電路中,電的電動(dòng)勢(shì)為220V,內(nèi)電阻為4Q,電熱絲是一根額定電流為5A、總阻值為220Q的均勻電阻絲制成的圓環(huán)形滑動(dòng)變阻器,如圖乙所示.CZ)CZ)〔1〕根據(jù)題意,甲圖中方框P是一個(gè)—〔選填“與〃、”或〃、”非〃〕邏輯門(mén),該邏輯門(mén)輸入信號(hào)由水位上下控制的輸入端是—,輸入信號(hào)由水溫上下控制的輸入端是_.〔后兩空選填"A〃、”B〃〕〔2〕當(dāng)加熱電路安全工作時(shí),電的可能最高效率和可能最大輸出功率分別是多少?.如下列圖,傾斜角。=30°的光滑傾斜導(dǎo)體軌道〔足夠長(zhǎng)〕與光滑水平導(dǎo)體軌道連接.軌道寬度均為L(zhǎng)=1m,電阻忽略不計(jì).勻強(qiáng)磁場(chǎng)I僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域,方向水平向右,大小B1=1T;勻強(qiáng)磁場(chǎng)II僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域,方向垂直于傾斜軌道平面向下,大小B2=1T.現(xiàn)將兩質(zhì)量均為m=0.2kg,電阻均為R=0.5Q的一樣導(dǎo)體棒ab和cd,垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上,并同時(shí)由靜止釋放.取g=10m/s2.〔1〕求導(dǎo)體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大小;〔2〕假設(shè)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到cd棒達(dá)到最大速度的過(guò)程中,ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J,求該過(guò)程中通過(guò)cd棒橫截面的電荷量;〔3〕假設(shè)cd棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)距水平軌道高度h=10m,cd棒由靜止釋放后,為使cd棒中無(wú)感應(yīng)電流,可讓磁場(chǎng)H的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化,將cd棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻記為t=0,此時(shí)磁場(chǎng)H的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T,試求cd棒在傾斜軌道上下滑的這段時(shí)間內(nèi),磁場(chǎng)H的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系式..如下列圖,豎直平面xOy內(nèi)有三個(gè)寬度均為L(zhǎng)首尾相接的電場(chǎng)區(qū)域ABFE、BCGF和CDHG。三個(gè)區(qū)域中分別存在方向?yàn)?y、+y、+x的勻強(qiáng)電場(chǎng),且電場(chǎng)區(qū)域豎直方向無(wú)限大,其場(chǎng)強(qiáng)大小比例為2:1:2?,F(xiàn)有一帶正電的物體以某一初速度從坐標(biāo)為(0,LWTP點(diǎn)射入ABFE場(chǎng)區(qū),初速度方向水平向右。物體恰從坐標(biāo)為(2L,L/2)
的Q點(diǎn)射入CDHG場(chǎng)區(qū),物體在ABFE區(qū)域所受電場(chǎng)力和所受重力大小相等,重力加速度為g,物體可以視為質(zhì)點(diǎn),求:⑴物體進(jìn)入ABFE區(qū)域時(shí)的初速度大??;⑵物體在ADHE區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間;⑶物體從DH邊界射出位置的坐標(biāo)..在科學(xué)研究中,可以通過(guò)施加適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的控制。如圖甲所示,M、N為間距足夠大的水平極板,緊靠極板右側(cè)放置豎直的熒光屏PQ,在MN間加上如圖乙所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向下,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,圖中E0、B°、k均為量。t=0時(shí)刻,比荷q/m二k的正粒子以一定的初速度從O點(diǎn)沿水平方向射入極板間,在0-t〔t=1-〕時(shí)間內(nèi)粒子恰好沿直線運(yùn)動(dòng),t=5-時(shí)刻粒子打到熒光屏1kB kBo 0上。不計(jì)粒子的重力,涉與圖象中時(shí)間間隔時(shí)取0.8=-,1.4石,求:4,、 - 2在t=f時(shí)刻粒子的運(yùn)動(dòng)速度v2kB
o在1.8時(shí)刻粒子偏離O點(diǎn)的豎直距離ykB0水平極板的長(zhǎng)度L。16.如下列圖,光滑、足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、16.如下列圖,光滑、足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的間距為1,所在平面與水平面成9角,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。兩導(dǎo)軌的一端接有阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上,且m由一根輕繩通過(guò)一個(gè)定滑輪與質(zhì)量為M的靜止物塊相連,物塊被釋放后,拉動(dòng)金屬棒ab加速運(yùn)動(dòng)H距離后,金屬棒以速度v勻速運(yùn)動(dòng)。求:〔導(dǎo)軌電阻不計(jì)〕〔1〕金屬棒ab以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩端的電勢(shì)差U;ab〔2〕物塊運(yùn)動(dòng)H距離過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR。.如下列圖,一面積為S的單匝圓形金屬線圈與阻值為R的電阻連接成閉合電路,不計(jì)圓形金屬線圈與導(dǎo)線的電阻。線圈內(nèi)存在一個(gè)方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻增加且變化率為k的磁場(chǎng)Bt,電阻R兩端并聯(lián)一對(duì)平行金屬板M、N,兩板間距為d,N板右側(cè)xOy坐標(biāo)系(坐標(biāo)原點(diǎn)。在N板的下端)的第一象限內(nèi),有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)邊界OA和y軸的夾角NAOy=45°,AOx區(qū)域?yàn)闊o(wú)場(chǎng)區(qū)。在靠近M板處的P點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m、帶電荷量為十q的粒子〔不計(jì)重力〕,經(jīng)過(guò)N板的小孔,從點(diǎn)Q〔0,L〕垂直y軸進(jìn)入第一象限,經(jīng)OA上某點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),最后垂直x軸離開(kāi)第一象限。求:〔1〕平行金屬板M、N獲得的電壓U;〔2〕粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度大??;〔3〕yOA區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;〔4〕粒子從P點(diǎn)射出至到達(dá)x軸的時(shí)間。.圖所示為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線圈的長(zhǎng)度ab=0.25m,寬度bc=0.20m,共有n=100匝,總電阻r=1.0Q,可繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱(chēng)軸。。'轉(zhuǎn)動(dòng).線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個(gè)“3.0V,1.8V〃的燈泡,當(dāng)線圈以角速度①勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小燈泡消耗的功率恰好為1.8W.〔不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電刷的摩擦〕〔1〕推導(dǎo)發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值的表達(dá)式Em=nBS①〔其中S表示線圈的面積〕.〔2〕求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度①.〔3〕線圈以上述角速度轉(zhuǎn)動(dòng)100周過(guò)程中發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能..如圖是一種配有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光電池的新型路燈,其功率為120肌該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的線圈由風(fēng)葉直接帶動(dòng),其產(chǎn)生的電流可視為正弦交流電。風(fēng)葉的半徑為r=1m,風(fēng)能的利用效率為n1=4%,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的線圈共有N=200匝,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T,線圈的面積為S1=0.2m2,空氣的密度為P=1.3kg/m3,太陽(yáng)垂直照射到地面上單位面積上的功率為1kw,如果光電池板垂直太陽(yáng)光方向的平均受光面積為S=1m2,光能的利用效率為n2=20%,n取3,結(jié)果保存2位有效數(shù)字。〔1〕假設(shè)某天是無(wú)風(fēng)的晴天,太陽(yáng)光照6小時(shí),如此太陽(yáng)能光電池產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作多少小時(shí)?〔2〕如果在某天晚上,有8m/s的風(fēng)速持續(xù)刮風(fēng)6小時(shí),如此風(fēng)機(jī)所發(fā)的電可供路燈正常工作多少小時(shí)?〔3〕如果在一有風(fēng)的晴天,經(jīng)3小時(shí)的光照和風(fēng)吹,路燈可正常工作7小時(shí),如此風(fēng)速為多大?假設(shè)通過(guò)交流電表測(cè)得風(fēng)力發(fā)電機(jī)線圈的電流強(qiáng)度為1A,如此此時(shí)風(fēng)葉的轉(zhuǎn)速為多少?.發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)具有裝置上的類(lèi)似性,源于它們機(jī)理上的類(lèi)似性。直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖1、圖2所示的情景。在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi),相距為L(zhǎng),電阻不計(jì)。電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上,與軌道接觸良好,以速度v〔v平行于MN〕向右做勻速運(yùn)動(dòng)。圖1軌道端點(diǎn)MP間接有阻值為r的電阻,導(dǎo)體棒ab受到水平向右的外力作用。圖2軌道端點(diǎn)MP間接有直流電源,導(dǎo)體棒ab通過(guò)滑輪勻速提升重物,電路中的電流為I?!?〕求在At時(shí)間內(nèi),圖1”發(fā)電機(jī)〃產(chǎn)生的電能和圖2"電動(dòng)機(jī)〃輸出的機(jī)械能?!?〕從微觀角度看,導(dǎo)體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力在上述能量轉(zhuǎn)化中起著重要作用。為了方便,可認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷。a.請(qǐng)?jiān)趫D3〔圖1的導(dǎo)體棒ab〕、圖4〔圖2的導(dǎo)體棒ab〕中,分別畫(huà)出自由電荷所受洛倫茲力的示意圖。b.我們知道,洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。那么,導(dǎo)體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中起到作用的呢?請(qǐng)以圖2"電動(dòng)機(jī)〃為例,通過(guò)計(jì)算分析說(shuō)明。參考答案1.〔1〕0.5m/s2,2m/s2;〔2〕0.24s;〔3〕2.8J.【解析】試題分析:〔1〕對(duì)車(chē)和物體受力分析,由牛頓第二定律可以求得加速度的大??;〔2〕有推力F時(shí),車(chē)和物體都做加速運(yùn)動(dòng),由速度公式可以求得撤去力F時(shí)兩者各自的速度;撤去力F后車(chē)減速,物體繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng),由速度公式可以求得兩者達(dá)到一樣速度時(shí)的時(shí)間;〔3〕由位移公式求出各自的位移,然后由摩擦力產(chǎn)生熱量的公式即可求出.〔1〕分別對(duì)小車(chē)和物體受力分析,由牛頓第二定律可得,物塊的加速度:a=^mg=從g=2m/s2Bm小車(chē)的加速度:a=F—:mgAM代入數(shù)據(jù)解得:aA=0.5m/s2⑵撤去力F時(shí)車(chē)的速度:匕=%+%%=(1_5+。一5工。一6)和/了=1_8和上了物塊的速度:出=口晶=2x0.6m/1=L2zk/sB的速度小于A的速度,可知B繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng),此時(shí)A在水平方向只受到摩擦力則二噸=空9二05函1A-f速度相等時(shí):匕4—心=%+aJ,代人數(shù)據(jù)解得:D.冽習(xí)⑶該時(shí)間△的位移二4二北七十;名博十九JL- -JL-B的位移:&=3/代+。)q產(chǎn)生的熱量:&=即虱天廣覆)聯(lián)在得:92.BJ2.〔1〕0.1m.〔2〕a4.8xb0.04m0.99m/s.【解析】〔1〕初始狀態(tài)時(shí)物體處于平衡狀態(tài),如此有:k0=mgsine,代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出x0=0.1m;〔2〕a.設(shè)物體運(yùn)動(dòng)微小位移x的過(guò)程中加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律有:F+k(x0一x)一mgsine=ma.根據(jù)F一x圖象可以知道,F(xiàn)=4.8+100x聯(lián)立計(jì)算得出:a=2.4m/s2;彈簧發(fā)生拉伸形變時(shí),上述結(jié)論仍成,可見(jiàn)物體做加速度a=2.4m/s2的加速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知物體的速度大小v隨x變化的表達(dá)式為:v2=2ax代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出:v2=4.8x;b.物體位移x=0.1m后撤去拉力,此后物體上滑過(guò)程中彈力f隨形變量x'的圖象如如下圖所示;物體上滑過(guò) 一,,_ …1,程中抑制彈力所做的功對(duì)應(yīng)右上圖中的面積,即,二2kkm.撤去拉力后,在上涓過(guò)程中根據(jù)動(dòng)靛定理有:-21sin6-朽聯(lián)立以上可得口與=O.O+mj物體再次回到初始位置時(shí)速度最大,對(duì)于全過(guò)程只有拉力下對(duì)物體做功,拉力尸對(duì)圖象做的功力F-尤圖4B+148象下的面積,則有:叫■二一———二6兆L2根據(jù)動(dòng)能定理可得;叫■=!球/笑底立計(jì)算得出;%=。一7國(guó)卷=0一99血點(diǎn)睛;本題考查動(dòng)能定理及胡克定律的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵在于圖象規(guī)律的遷移應(yīng)用,要求能明確圖象性質(zhì),知道如何用圖象的面積來(lái)表示功3.〔1〕3。。⑵鼻3.〔1〕3。。⑵鼻(M+m)g日 \:3〔3〕 , —tana=——\:1+四2 5【解析】〔1〕設(shè)細(xì)繩對(duì)B【解析】〔1〕設(shè)細(xì)繩對(duì)B的拉力為T(mén).以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,分析受力,作出力圖如圖1,由平衡條件可得:圖1NFcos300=Tcos。①圖1NFcos300=Tcos。①Fsin30+Tsin0=mg②代入解得,tan。=:,0二30。(2)以木塊和小球蛆成的整體為研究對(duì)象,分析受力情況,如圖入再平衡條件得F8530c=fN+Fsm300=(M+m)g』曰第I McoM倚'詢: +網(wǎng)由口代人解得,〔3〕以木塊和小球組成的整體為研究對(duì)象,分析受力情況,如圖2.再平衡條件得Fcosa=fN+Fsina二〔M+m〕gu(M+m)g又f=uN聯(lián)立得F=—cosa+Rsma33 (M+m)g日當(dāng)tana==——時(shí),F(xiàn)有最小值,F(xiàn)= , —5 "十四24.⑴55s(2)2.7X10不【解析】試題分析:飛機(jī)先以加速度g減速上升,再以加速度g加速下降,判斷速度達(dá)到350m/s與離地2000m哪一個(gè)先到如此完畢訓(xùn)練周期,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式計(jì)算即可。⑴上升時(shí)間:t=%=200s=20s,上g10TOC\o"1-5"\h\z,V2 2002 c…上升高度為:hj=^0~=-TT-m=2000m,上2g20V2 3502豎直下落速度達(dá)到V=350m時(shí),下落高度:h=十=——m=6125m,1 -s 下2g 20v350一此時(shí)飛機(jī)離地高度為Ah=h+h一h=2875m>2000m,所以t=—= s=35s,上下 下g10飛機(jī)一次上下為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間為:t=t上+t下=55s;⑵飛機(jī)離地4500m>2875m,仍處于完全失重狀態(tài),飛機(jī)自由下落的高度為h=2000m+7000m一4500m=4500m,此時(shí)飛機(jī)的速度為v=2ggh=300m/,由于飛機(jī)加速度為g,所以推力F應(yīng)與空氣阻力大小相等,即F=\=900x300N=2.7x105N。點(diǎn)晴:解決此題的關(guān)鍵是分析清楚飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況,然后對(duì)其運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式計(jì)算,注意判定速度與高度限制誰(shuí)先達(dá)到是關(guān)鍵。5.〔1〕4m/s2〔2〕物體1不會(huì)從長(zhǎng)木板右端落下;〔3〕物體1在長(zhǎng)木板2的最左端.1解析】試題分析:(1)物體L相對(duì)于2向右運(yùn)動(dòng)?恰好沒(méi)有從長(zhǎng)板2的右端掉下,則知物體L滑到長(zhǎng)板2的右端時(shí),1和2速度相等,根據(jù)牛頓第二定律求出物體1的加速度和物體2和3的整體加速度,由速度相等,求出時(shí)間,由位移公式分別求出物體1和物體23的位耨]兩者位移之差j匕)判斷三個(gè)物體船否相對(duì)靜止.假設(shè)物體相對(duì)鄢止,由牛頓第二定律求出加速度和物體1所受的靜摩梅力,與最大靜摩擦力比較,可知物體1和物體2相對(duì)滑動(dòng).再求出物體L和物體23的加速度,由位移公式求出物體3落地時(shí)整體下落高度必得到時(shí)間,并求出物體1的位移,可知物體1在長(zhǎng)械2的最左端.⑴物體2和3的整體加速度為:生=號(hào)名望=4%5⑵龍向右為正方向,物體1的加速度;碉=絲望=邛/?設(shè)密過(guò)時(shí)間I二者速度相等即有;誨二/得十二知t,代入題據(jù)解二十產(chǎn)。.5”『“/力物體1的位移為/=止壁f=1而,物體2的位移2與=(=0-25m,由于為—x1VL故物體1不會(huì)從長(zhǎng)木板右端落下j■1(3)此后,假設(shè)物體123相對(duì)靜止,a=3g,物體1受到的靜摩擦力為Ffi=ma=3.3N>Ff=umg=2N,故假設(shè)不成 一 一… , 1 1立,如此知物體1和物體2相對(duì)滑動(dòng),整體下落高度卜印-乂,根據(jù)h=vt+-at2,物體1的位移x=vt+-a12,2 12 222 3 12 222由以上各式得h-x3=1m,故物體1在長(zhǎng)木板2的最左端。點(diǎn)晴:此題是牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合,邊計(jì)算邊分析,抓住臨界狀態(tài):速度相等是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。6.1.5Lt解析】小球恰好能做圓周運(yùn)動(dòng)則在最高點(diǎn)二1Hg得:巧=志]■r此時(shí)若剪斷細(xì)繩,小球開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng):在水平方向:£=坳在豎直方向:&+工=;即:小球從A運(yùn)動(dòng)到H由動(dòng)能定理如:掇x2L=g*-g撰式若在B點(diǎn)繩子被剪斷小球開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng);在水平方向:Vi在豎直方向:h—L=—q由以上各式可解得:k=L5L綜上所述本題答案是:h=l.5L(g-g)T2 3兀g7.⑴F=mg0(2)R=-^0-^—;⑶P=^(0 \。0 4冗2 GT2(g一g)0【解析】〔1〕質(zhì)量為m的物體在兩極所受地球的引力等于其所受的重力,即F=mg0〔2〕設(shè)地球的質(zhì)量為M,半徑為R,在赤道處隨地球做圓周運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量為m,物體在赤道處隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期,軌道半徑等于地球半徑,GMm 4n2c根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律有 -mg=m-R,R2 T2從受力上分析知:在赤道上的物體所受地球的引力大小等于其在兩極所受的重力n(g-g)T2解得:R=- .4n2
_Mm 一.gR2⑶因?yàn)镚而二mg0所以M二丁‘,,,「 4c MGT2又因地球的體積V=3nR3所以p=GT23,gGT2(g(g—3,gGT2(g綜上所述此題答案是:⑴F二mg0;⑵R二一4^;⑶p二8.〔1〕3vgi〔2〕21⑶a.17mgl/4b.(13/+2L)mg/2【解析】(1)詆物塊到達(dá)B點(diǎn)的速度為VI對(duì)物塊從乩到B由動(dòng)能定理得:9乂91二礴-0a解得f=3而44幅,所以物塊一直加速,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小噲=3而C)假設(shè)物塊與涓板達(dá)到共同速度v時(shí),物塊還沒(méi)有離開(kāi)滑板,對(duì)物塊與滑板,由動(dòng)量守恒,有設(shè)物塊在渭板上運(yùn)動(dòng)的距離為8,由能量守恒得出叫£/=二礴-三(融+M")d@聯(lián)立解得事二宓;應(yīng)5艮⑤即達(dá)到共同速度v時(shí),物塊不會(huì)脫離滑板滑下,設(shè)此過(guò)程滑板向右運(yùn)動(dòng)的距離為的,對(duì)滑板由動(dòng)能定理得河夢(mèng)工=$MF@.X-〔3〕討論:①當(dāng)1<L<21時(shí),滑塊在滑板上一直減速到右端,設(shè)此時(shí)的速度為 vC,對(duì)物塊由動(dòng)能定理得1 1—Hmg(6.51+L)=mv2—mv2⑦2c2b解得V。=Jg(2.5l—L)>0所以抑制摩擦力所做的功Wf.=Nmg(6.5l+L)=3.25mgl+0.5mgL=13mgl+4mgL②當(dāng)21WLW51時(shí),滑塊與滑板最終一起運(yùn)動(dòng)至滑板與C相碰,碰后滑塊在滑板上繼續(xù)做減速運(yùn)動(dòng)到右端,設(shè)此時(shí)的速度為VC1,對(duì)物塊由動(dòng)能定得:1 1 _—Hmg(8l+0.51)二mv2—mv2⑨2c12b解得VC1
所以抑制摩擦力所做的功w=Rmg(81+0.5l)=17mglf 4.⑴2RggL2;(2)RmgL+4RmgL^;〔3〕2Rmg(L2+v0^2--2)【解析】(D兩滑塊碰撞后以共同速度箕一起做句激速直線運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理可得:_粒.筋1螞=D—二接得:吸=pHgJ[2)謾月與正碰前的瞬間速度為力,獨(dú)普推A的過(guò)程,由能量守恒:瑪=:m寸+9哂q/與B的碰撞過(guò)程;由動(dòng)量守恒:JK"+。=2加%聯(lián)立解得:%=jU^1gLi+4網(wǎng)叫G⑶兩物體減速到零的時(shí)間看⑶兩物體減速到零的時(shí)間看=此過(guò)程皮帶向左的位移x=v0摩擦為反向運(yùn)動(dòng),生熱的相對(duì)位移為兩著之和Q=R-2mg(L2+x)2L2L a,聯(lián)立解得:Q=2RmgL+vI2 0【點(diǎn)睛】考查牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理與摩擦力做功產(chǎn)生的熱量.注意求熱量時(shí)滑塊相對(duì)傳送帶的位移,同時(shí)動(dòng)量守恒定律關(guān)注方向..⑴v=IqEL^.(2)s=7L,AE=4qEL⑶T=f6V2—81mLmm總3P I3八qE1 ,12qEL【解析】〔1〕設(shè)B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)帶電系統(tǒng)速度為v,由動(dòng)能定理得2qEL=G-2mv2解得v=:’一〔2〕帶電TOC\o"1-5"\h\z1 2 1im系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng)分三段:B球進(jìn)入電場(chǎng)前、帶電系統(tǒng)在電場(chǎng)中、A球出電場(chǎng).設(shè)A球出電場(chǎng)的最大位移為x,由動(dòng)能定理得2qEL-qEL-3qEx=0,L, 7L解得*=7如此:s=—-3 總3, , …… , … ,一… ,4, 4B球從剛進(jìn)入電場(chǎng)到帶電系統(tǒng)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí)位移為7L其電勢(shì)能的變化量為△£;W=3qE-L3 p 34qELO)取向右為正方向,第-段加速巧=翌=紇2ma玄="=磨第二段減速G二-坐2m設(shè)A球剛出電場(chǎng)速度為也,由動(dòng)能定理得一亦兀=;然上前說(shuō)一4)上解得吟二工降Vm所以帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的周期為:丁=25+^+幻=[&份一.《急.11.⑴v二也v二幽⑵ t=鬻+md^L⑶E<qdBa2mbm 2qB qBd 0mL【解析】(1)如下列圖,粒子a、b在磁場(chǎng)中均速轉(zhuǎn)過(guò)90°,平行于金屬板進(jìn)入電場(chǎng).由幾何關(guān)系可得:r=1d,rb=d①a2b
「 v2由牛頓第二定律可得qvB=mf②arav2qvB=m-b-③b rbq,qBdqBd解得:v= ,v=一a2m bm(端立子口在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖%在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間:A務(wù)源⑤粒子在電磁場(chǎng)邊界之間運(yùn)動(dòng)時(shí),水平方向儆勻速直線運(yùn)動(dòng)F所用時(shí)間為后=%由@@1?則全程所用時(shí)間為:+r2二三十陽(yáng)十江)2qBqBd_d d mT_(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣,a、b同時(shí)離開(kāi)I磁場(chǎng),a比匕進(jìn)入電場(chǎng)落后時(shí)間At= = =-⑦2v qB4a故粒子b在t=0時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng).由于粒子a在電場(chǎng)中從O2射出,在電場(chǎng)中豎直方向位移為0,故a在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ta是周期的整數(shù)倍,由于vb=2va,_, , ,, 1 ,…,L]b在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是t=t,可見(jiàn)b在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是半個(gè)周期的整數(shù)倍即t=—二n--⑧b2a bv2b2Ln=——Tv. .T. ... . 1(T粒子b在刀內(nèi)豎直方向的位移為y=7a—⑩2 212)粒子在電場(chǎng)中的加速度a=qEOm4 4m由題知T=—-qB粒子b能穿出板間電場(chǎng)應(yīng)滿足nyWd解得e0&qmd【點(diǎn)睛】此題考查了帶電粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程、作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是正確解題的關(guān)鍵,應(yīng)用牛頓第二定律、粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可正確解題.12. 〔1〕與AB;〔2〕①93.2%,②1190W.【解析】C)由題'當(dāng)口、B輸入都為高電勢(shì)時(shí),工才輸出高電勢(shì),故P應(yīng)是與邏輯門(mén).本飲水機(jī)的自動(dòng)加熱原理:當(dāng)水溫較低時(shí),取阻值較大』以為高電勢(shì),目有水浸沒(méi)。S也為高電勢(shì),則2才輸出高電勢(shì),電磁線圈中有電流,5被吸動(dòng)閉合,發(fā)熱器工作.所以該邏輯門(mén)輸入信號(hào)由水位高低控制的輸入端是B;輸入信號(hào)由水溫高低控制的輸入端是A.(2)①可見(jiàn)當(dāng)電阻絲并臟電阻歐最大時(shí)】電可能達(dá)到的效率最高夏fR_n\ —'義220由于圮=』 叱】當(dāng)Ri=R-Ri01,并聯(lián)電阻達(dá)最大值郊岫=^ 0=5陽(yáng)R 2-IUUK電的敗率J7=--=—= IEER+r ^-xl00%=93.2%幾口+廣55+4②設(shè)電阻絲的一個(gè)支路電阻Ri為允許的最小值Rem時(shí),其電流恰達(dá)到額定電流心%這時(shí)并聯(lián)電阻絲的達(dá)到允許的最大功率…LIR、一由閉合電路歐姆定律,得IR +I+n°朋n r=E01minI0R—R)1 1min,代入數(shù)據(jù)并整理,得R21min-264Rimin+8800=0解得R1min=39.1Q〔另一解大于220Q,不合題意,舍去〕
這時(shí)并聯(lián)電阻R"=RE(R-R )這時(shí)并聯(lián)電阻R"=RE(R-R )39.1x(220-39.1) 1minR220Q=32.15Q所以電可能的最大輸出功率為尸maxE2R〃2202(R〃+r)2 (32.15+4)2x32.15W=1190W點(diǎn)睛:解此題要知道兩點(diǎn):當(dāng)電阻絲并聯(lián)電阻R總電阻最大時(shí),電源達(dá)到的效率最高;電阻絲的一個(gè)支路的電阻為允許的最小值,其電流恰達(dá)到額定電流時(shí),這時(shí)并聯(lián)電阻絲達(dá)到允許的最大功率.13.〔1〕13.〔1〕二=";⑵【解析】試題分析:門(mén))做出側(cè)視平面圖,R棒加速下滑,安培力逐漸增大,加速度逐漸減小,加速度減小到零時(shí)速度增大到最大%,此時(shí)出棒所受合力為零,此后cd棒勻速下滑,對(duì)西棒受力分析,如圖斫示.沿導(dǎo)軌方向有巴=如且如小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)且=刁感應(yīng)電流 五2m遮血6 .%=-—=皿5得最大速度 君加〔2〕設(shè)cd棒下滑距離為x時(shí),ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q,此時(shí)回路中總焦耳熱為2Q。根據(jù)能量守恒定律,有解得下滑距離心迪=吐蘭必根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值A(chǔ)zAr根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值A(chǔ)zArI=—感應(yīng)電流平均值 二’通過(guò)cd通過(guò)cd棒橫截面的電荷量*2Jf〔3〕假設(shè)回路中沒(méi)有感應(yīng)電流,如此cd棒勻加速下滑,加速度為二初始狀態(tài)回路中磁通量“sine一段時(shí)間:后,cd棒下滑距離i-初始狀態(tài)回路中磁通量“sine一段時(shí)間:后,cd棒下滑距離i-Ajt=—m■>此時(shí)回路中磁通量①二町51116回路中沒(méi)有感應(yīng)電流,如此也由二①=0由上可得磁感應(yīng)強(qiáng)度聲_LR由上可得磁感應(yīng)強(qiáng)度聲_LR_ 05m在h1- --arsin&2代入數(shù)據(jù)得,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為考點(diǎn):電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合應(yīng)用14.〔1〕14.〔1〕【解析】設(shè)三個(gè)區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度大小依次為在、E、2E,物體在三個(gè)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別h.jt3.(1府30GF區(qū)域,對(duì)物體進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律得:gr再碼,在水平方向有;L1在豎直方向有:-二2a2/1解得:v0=g解得:v0=g-,t2=2L⑵在ABEF區(qū)域.對(duì)物體進(jìn)展受力分析,在豎直方向有:2qE=mggL物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),有:v。二在BCGF區(qū)域,物體做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),有:v0gL2,t2=2L如此、點(diǎn)速度為:了在CDHG區(qū)域由于2qEgL物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),有:v。二在BCGF區(qū)域,物體做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),有:v0gL2,t2=2L如此、點(diǎn)速度為:了在CDHG區(qū)域由于2qE二mg對(duì)物體進(jìn)展受力分析,mggL2在Q點(diǎn)豎直方向速度為:a2t2與水平方向夾角為45°與水平方向夾角為45°,與速度方向一樣,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)到x軸過(guò)程,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,有:解得:廣?版體在ABFE區(qū)域做勻速直線運(yùn)動(dòng),在BCGF區(qū)域物體做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)】偏移量為1在GDHG區(qū)域,沿與水平方向夾角為450,物體做為加速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向位移為L(zhǎng)則物體從M邊界射出位置的坐標(biāo)為J*—【點(diǎn)睛】此題是帶電體在電場(chǎng)和重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,關(guān)鍵是分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況.類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法批究,勻加速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù)牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合研究.15.〔1〕尸2EEB15.〔1〕尸2EEB0?1、E,萬(wàn)向與水平萬(wàn)向成45。角向下〔2〕(\2--)2kB20【解析】〔1〕在0?【解析】〔1〕在0?t1時(shí)間內(nèi),粒子在電磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng),如此:qvB=qE得v=在ti?t在ti?t2時(shí)間內(nèi),粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),^=〃,=如此:v=J2v2EEB0?由:tan。=0=450=45。水平方向成45o⑵在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)向下偏移:在此處鍵入公式口苴=晟片熹在血一在時(shí)間內(nèi),粒子在磁場(chǎng)中做勻速圖周運(yùn)動(dòng)』運(yùn)動(dòng)周期丁=^=至M叫7TI在酶中運(yùn)動(dòng)時(shí)昨甌二乙即圖周運(yùn)動(dòng)的圖心角為-45%此時(shí)速度恰好沿水平方向.磁場(chǎng)中}由加一y2=^(l-?>s45o)=(-l)偏離的豎直距離:尸九十用二Q〔3〕在t3時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)以初速度:v=v。=做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),v「=做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),v「=at=qE<2 v'2E—OX - (mkB0再次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),v'=2v0=V,由tan 11y得。'=45。即得。'=45。即v,與水平方向成45。角向下.由qvB「得:2Er= o-2kB2綜上可得:長(zhǎng)度:L=vx-^—+rsin450+弋2vx--+rsin45°okBi okB20 0016.〔1〕U=
ab016.〔1〕U=
abBlvRR+r(M一msin。)gH一一(M+m)v2
2【解析】國(guó)金屬棒顯以速度V勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為:日幅由閉含電路歐拇定律得:1=-^-R+r金屬棒岫兩端的電壓大小為:口班解得:口;照J(rèn)?+r可知Q岫為負(fù)值,故;心可知Q岫為負(fù)值,故;心=J?-Fr但物塊運(yùn)動(dòng)h距離過(guò)程中,設(shè)整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為5由能量守恒定律得:慰師=竭gHsinS+L加1+Q_2-由焦耳定律得:Q=f(R+4士解得二0=[解得二0=[(M (鮑"+拓)爐1£.+rER睛】本題是一道電磁感JS與電路.運(yùn)動(dòng)學(xué)相結(jié)合的綜合題,分析清楚棒的運(yùn)動(dòng)付程、找出電漪的房你想,應(yīng)用能量守恒和功能關(guān)系等相關(guān)知識(shí),是正確解題的關(guān)鍵.17.〔1〕M、N兩板間的電壓為心卜5〔4〕17.〔1〕M、N兩板間的電壓為心卜5〔4〕【解析】〔1〕根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,閉合線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E1二絲史二ksAt At因平行金屬板M、N與電阻并聯(lián),故M、N兩板間的電壓為:U=Ur=E=kS〔2〕帶電粒子在M、N間做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有qU=1mv2(3)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示』由幾何關(guān)系可得:廣+好率口=L聯(lián)立以上各式得:8=衛(wèi)磨工W4(4)粒子在電場(chǎng)中做為加速直線運(yùn)動(dòng),則有口片根據(jù)牛頓第二定律得:q。=胞口TOC\o"1-5"\h\z 2TTf* 1粒子在磁場(chǎng)中「有『二里"」工v 4粒子在第一象限的無(wú)場(chǎng)區(qū)中n有后=嶗由幾何關(guān)系得:S=r粒子從P點(diǎn)射出到到達(dá)工軸的時(shí)間為:『二『1+與+與t+2 m聯(lián)立以上各式可得:/=(2d+—-L入,4 22mks綜上所述此題答案是:〔1〕U=kS;〔2〕v=:2返;m,、八212mks n+2 m〔3〕B=一1 ;〔4〕t=(2d+——L%;L\q
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