(2)M點和N點距L1的高度. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖所示，電阻忽略不計的兩根兩平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為３Ω的電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始沿導(dǎo)軌向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng)b 剛穿出磁場時a正好進入磁場。（不計a、b之間的作用）求：

（1）在整個過程中，a棒和b棒分別克服安培力做了多少功？

（2）在b穿過磁場區(qū)域過程中，電阻R產(chǎn)生的電熱；

（3）M點和N點距L1的高度分別為多少？

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如圖所示，電阻忽略不計的兩根兩平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為3Ω的電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始沿導(dǎo)軌向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng)b剛穿出磁場時a正好進入磁場。（不計a、b之間的作用）求：
（1）在整個過程中，a棒和b棒分別克服安培力做了多少功？
（2）在b穿過磁場區(qū)域過程中，電阻R產(chǎn)生的電熱；
（3）M點和N點距L1的高度分別為多少？

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如圖所示，電阻忽略不計的兩根兩平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為３Ω的電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始沿導(dǎo)軌向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng)b 剛穿出磁場時a正好進入磁場。（不計a、b之間的作用）求：
（1）在整個過程中，a棒和b棒分別克服安培力做了多少功？
（2）在b穿過磁場區(qū)域過程中，電阻R產(chǎn)生的電熱；
（3）M點和N點距L1的高度分別為多少？

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如圖所示，兩根電阻忽略不計、互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一R=3Ω的定值電阻。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動，都能勻速穿過磁場區(qū)域，且當(dāng)b 剛穿出磁場時正好進入磁場.設(shè)重力加速度g=10m/s2，不計、b棒之間的相互作用。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好。求：

（1）在整個過程中，b、兩棒分別克服安培力所做的功；

（2）M點和N點距L1的高度hM及hN。

（3）導(dǎo)體棒從圖中M處到進入磁場的時間；

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（20分）如圖所示，電阻忽略不計的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為３Ω的定值電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng)b 剛穿出磁場時a正好進入磁場.設(shè)重力加速度為g=10m/s2。（不計a、b之間的作用）求：

（1）在整個過程中，a、b兩棒克服安培力分別做的功；

（2）M點和N點距L1的高度。

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一、單項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分．

題號

1

2

3

4

5

答案

B

C

A

B

A

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共計16分。

題號

6

7

8

9

答案

AC

BD

AC

ACD

三、填空題：本題共2小題，共18分．

10．（1）   （ 2分 ）              a＝     （ 2分 ）

（2）h     （ 2分 ）            μ＝         （ 2分 ）

 

11．（1）外接（1分）   分壓式（1分）


   

    
    

    
   （3）連接電路如圖所示（3分）；
左（1分）若其他接法正確，同樣給分
   （4）大于（1分）
 
四．論述計算題：共71分
 
12．（1）設(shè)AC=h、電場力為FQ，根據(jù)牛頓第二定律得：
FQ+mg=ma…………①             
(1分 )
第一次拋出時，h= …②     (1分 )
第二次拋出時，h=……③    (1分 )
由②、③兩式得a=4g…………④      (1分 )
所以，F(xiàn)Q：G=3:1  
…………⑤       (1分 )
（2）第一次拋出打在C點的豎直分速度y1=a()…………⑥ (1分 )
第二次拋出打在C點的豎直分速度y2=g()…………⑦ (1分 )
第一次拋出打在C點的速度1=…………⑧ (1分 )
第二次拋出打在C點的速度2=…………⑨ (1分 )
所以，1：2=2：1…………⑩ (1分 )
 
 
13. （1）  （2分）      （1分）
      （2分）        （1分）
         
方向斜向右下方，與豎直方向夾角為（1分）
  （2） （2分） （1分）
         （2分）    （1分）
       由牛頓第三定律，小球?qū)A環(huán)的壓力為，方向向下  （1分）
（3）進一步計算發(fā)現(xiàn)小球第一次回到A點時動能為，這與靜電力做功與路徑無關(guān)矛盾，出現(xiàn)問題的原因是：這種方向是平行直線但大小不等的電場是不存在的        （2分）
 
14．（1）將F沿水平方向、豎直方向分解。
冰塊受的支持力F=mg+Fsin37,(2分)
          
摩檫力F=μF (2分)
   在前一階段，對冰塊由動能定理得
?(Fcos37+ F)x=  m v-m v(3分)
         
聯(lián)立以上各式，并將x=4.00m等數(shù)據(jù)代入，解出v=1.00m/s    (2分)
           
（2）冰塊做類平拋運動，沿x軸方向
             
x= vt=10.0m     (2分)
             
沿y軸方向,由牛頓第二定律：a=,y=at    (2分)
             
聯(lián)立解得y=52.1m＞5m,故冰塊碰不到儀器室。    (2分) 
 
15．(1)    Wa=magd
=1.0J                     
2分
Wb=mbgd
=0.5J                     
2分
（2）b在磁場中勻速運動時：速度為,總電阻R1=7.5Ω
 b中的電流               
① 2分
 由以上各式得：        ②1分
 同理，a棒：           ③ 1分
 由以上各式得，              
④1分
                           
⑤1分
                              
⑥1分
                             ⑦ 1分
                                   ⑧1分
       由④⑤⑥⑦⑧得 
Ha=                             
⑨ 1分
Hb=m                             
⑩  1分
16．(1)磁場中帶電粒子在洛侖茲力作用下做圓周運動，故有
       qVB=mv2/r，①                                 …………………… (1分)  ．
同時有T=2πr/v=2πm/qB   ②                     
 …………………… (1分)    ．
粒子運動軌跡如圖所示，由幾何知識知，‘    ‘
    Xc=一(r+rcos45 0)=―(2+√2)mv/2qB，③               
……………………(2分)       
故，c點坐標(biāo)為(― (2 + √2)mv/2qB，0 )。④                 
……………………(1分)
(2)設(shè)粒子從A到C的時間為t1，由題意知    
      t1=5T/8=5πm/4qB        ⑤                      
……………………(1分)
設(shè)粒子從進入電場到返回C的時間為t2，其在電場中做勻變速運動，由牛頓第二定律和運動
學(xué)知識，有 
      qE=ma       ⑥   
  及  2Vc=at2，    ⑦    ．
聯(lián)立⑥⑦解得t2 = 2mv0/qE       ⑧                      
…………………… (1分)．    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  設(shè)粒子再次進入磁場后：在磁場中運動的時間為t3，由題意知    ．
  
t3 =T/4 =πm/2qB    ⑨                           
……………………(1分)  
  故而，設(shè)粒子從A點到第三次穿越x軸的時間為  

         
t=t1+t2+t3 = 7πm/4qB
+ 2mv0/qE    
⑩        ……………………(1分)．
 (3)粒子從第三次過x軸到第4次過X軸的過程是在電場中做類似平拋的運動，即沿著v0
  的方向(設(shè)為X’軸)做勻速運動，即
    X’=V0t     …①    
    vx'=V0……②                                    
……………………(1分)    
  沿著qE的方向(設(shè)為y’軸)做初速為0的勻變速運動，即
    y'= qEt2 / 2m        …③ 
    Vy'= qEt/m  ……④；                             
……………………(1分)  

設(shè)離子第四次穿越X軸時速度的大小為V，速度方向與電場方向的夾角為α．由圖中幾何關(guān)系知  
    y'/x'=cos 450。……⑤，                        
……………………(1分)    
       V=√（v02+vy'2（）……⑥                        
……………………(1分)    
       tanα=v0/vy'  ……⑦                           
……………………(1分)      
綜合上述①②③④⑤⑥⑦得
  v=√5 v0……⑧                                    
……………………(1分)    
  α=arctan0.5…⑨                                  
……………………(1分)   

 
 
 
 
 
		

	
	

		



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