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廣東揭東登崗中學(xué)2009屆高三物理下學(xué)期課堂講與練之（二）03.18

1.(11分)在開展研究性學(xué)習(xí)的過程中，某同學(xué)設(shè)計了一個利用線圈測量轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的裝置，如圖所示：在輪子的邊緣貼上小磁體，將小線圈靠近輪邊放置，接上數(shù)據(jù)采集器和電腦(即DIS實驗器材)。如果小線圈的面積為，圈數(shù)為匝，小磁體附近的磁感應(yīng)強度最大值為，回路的總電阻為，實驗發(fā)現(xiàn)，輪子轉(zhuǎn)過角，小線圈的磁感應(yīng)強度由最大值變?yōu)榱�。因此，他說“只要測得此時感應(yīng)電流的平均值，就可以測出轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的大小�！闭埬氵\用所學(xué)的知識，通過計算對該同學(xué)的結(jié)論作出評價。

參考解答：1.(11分)設(shè)轉(zhuǎn)輪的角速度、轉(zhuǎn)速分別為、，輪子轉(zhuǎn)過角所需時間為，通過線圈的磁通量的變化量為，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值為：…………①1分

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：…………②2分

由閉合電路歐姆定律可知：感應(yīng)電流的平均值：…………③2分

又因為：…………④2分

聯(lián)立①②③④式，得： ………2分

由此可見，該同學(xué)的結(jié)論是正確的�！�2分

2.（18分）某塑料球成型機工作時，可以噴出速度的塑料小球，已知噴出的每個小球的質(zhì)量，并且在噴出時已帶了的電荷量。如圖所示：小球從噴口飛出后，先滑過長的水平光滑的絕緣軌道，而后又過半徑的圓弧形豎立的光滑絕緣軌道。今在水平軌道上加上水平向右的電場強度大小為的勻強電場，小球?qū)⑶『脧膱A弧軌道的最高點處水平飛出；若再在圓形軌道區(qū)域加上垂直紙面向里的勻強磁場后，小球?qū)⑶『脧膱A弧軌道上與圓心等高的點脫離軌道，最后落入放在地面上接地良好的金屬容器內(nèi)，，求：

（1）所加電場的電場強度；

（2）所加磁場的磁感應(yīng)強度？

參考解答：2.（1）設(shè)小球在點的速率為，只加電場時，小球從點飛出，表示在點時由重力提供向心力，則：

………①（3分）

在水平軌道上，對小球由動能定理得： ………②（4分）

聯(lián)立①②兩式，解得：………③（2分）

（2）設(shè)小球在點的速率為，在N點時，表示小球受到的洛侖茲力剛好提供向心力，則：

………④（3分）

選N點為零勢能面，從點到點，由動能定理可得：………⑤（4分）

聯(lián)立①④⑤解得：………⑥（2分）

說明：用其它解法的，只要科學(xué)合理，均可得分。

3.（18分）豎直放置的平行金屬板M、N相距，板間有垂直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度，極板按如圖所示的方式接入電路。足夠長的、間距為的光滑平行金屬導(dǎo)軌CD、EF水平放置，導(dǎo)軌間有垂直向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度也為。電阻為的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好。已知滑動變阻器的總阻值為，滑片P的位置位于變阻器的中點。有一個質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子，從兩板中間左端沿中心線水平射入場區(qū)。不計粒子重力。

（1）若金屬棒ab靜止，求粒子初速度多大時，可以垂直打在金屬板上？

（2）當(dāng)金屬棒ab以速度勻速運動時，讓粒子仍以相同初速度射入，而從兩板間沿直線穿過，求金屬棒ab運動速度的大小和方向。

參考解答：3.（1）金屬棒ab靜止時，粒子在磁場中做勻速圓周運動，設(shè)軌跡半徑為，則

………①（2分）

垂直打在金屬板上，則………②（2分）

有①②式可解得：………③（2分）

（2）當(dāng)金屬棒ab勻速運動時，感應(yīng)電動勢：………④（2分）

由電路知識可知，板間電壓：………⑤（2分）

粒子沿直線穿過板間，則粒子受電場力、洛侖茲力平衡，做勻速直線運動，則：

………⑥（2分）

由③④⑤⑥式解得：………⑦（2分）

由左手定則知，粒子所受洛侖茲力方向垂直M板，故粒子所受電場力應(yīng)該垂直于N板，由右手定則知，ab棒應(yīng)水平向右運動。………（4分）

4．（17分）我國執(zhí)行載人航天飛行的神州七號飛船于2008年9月25日在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。飛船由運載火箭先送入近地點為、遠地點為B的橢圓軌道,在點實施變軌后,再進入預(yù)定圓軌道,如右圖所示：已知飛船在預(yù)定圓軌道上飛行圈所用時間為,近地點距地面高度為,地球表面重力加速度為,地球半徑為。求：

（1）飛船在近地點的加速度為多大?

（2）遠地點距地面的高度為多少?

參考解答：4．（17分）(1)設(shè)飛船在近地點的加速度為，則由牛頓第二定律可得：

…………①（2分）

在地球表面附近，衛(wèi)星所受的重力與萬有引力相等：…………②（3分）

由萬有引力公式可得：…………③（3分）

由①②③式可解得：…………2分）

(2)由題意可知：飛船在圓軌道上飛行時的周期…………④（2分）

由萬有引力和向心力公式可得：…………⑤（3分）

在地球表面附近，衛(wèi)星所受的重力與萬有引力相等：…………⑥（3分）

由④⑤⑥式可解得：…………⑦（2分）

5．（17分）如圖所示：真空中有一以為圓心、半徑為的圓柱形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強度大小為、方向垂直紙面向里，在的范圍內(nèi)，有方向向左的勻強電場，電場強度大小。從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi)，已知質(zhì)子的電量為，質(zhì)量為，質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為，不計重力及阻力作用。求：