題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度T。一質(zhì)量kg,總電阻,邊長(zhǎng)m的正方形均勻?qū)w框平放在粗糙的水平地面上,在一與導(dǎo)體框平面始終垂直的外力作用下做如下運(yùn)動(dòng):首先外力作用在邊上,線框繞邊順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),然后外力作用到邊上,線框繞邊順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)……如此不斷重復(fù),線框在地面上向右翻轉(zhuǎn),線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度rad/s保持恒定。
(1)線框繞邊轉(zhuǎn)動(dòng),求當(dāng)邊轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)AB邊上所加水平外力的大;
(2)求從線框繞邊開始轉(zhuǎn)動(dòng)到邊豎直的這四分之一圈內(nèi)線框上產(chǎn)生的電熱;
(3)從運(yùn)動(dòng)開始作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),求出在第一個(gè)周期內(nèi)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差AB隨時(shí)間變化的關(guān)系,并作出AB隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線。
一、1、AD 2、AC 3、A 4、A 5、BC 6、B 7、C 8、D
9、AC 10、BD 11、D 12、BC
二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題共18分)將答案填在橫線上或作圖和連線.
13、(8分)(1)d(2分) 0.70 (2分) (2)24(2分) 小于(2分)
14、(10分)(1)(5分)
(2)c.調(diào)節(jié)R ,使電壓表示數(shù)為6V (2分)
e.在導(dǎo)電紙上移動(dòng)探針,找此基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)。并壓印在白紙上(3分)
三、本大題共四小題共計(jì)54分.解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題.答案中必須明確寫出數(shù)值和單位
15、(12分)設(shè)他從家門口到學(xué)校門口所用時(shí)間為t,腳蹬板的線速度為,輪盤邊緣的線速度為,飛輪邊緣的線速度為,后車輪邊緣的線速度為。
由線速度的定義式有:………………………………①(2分)
由腳蹬板與輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同有:………………②(2分)
由飛輪與后車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同有: ………………③(2分)
因?yàn)檩啽P與飛輪之間用鏈條轉(zhuǎn)動(dòng),它們邊緣上的線速度相同,即:
…………………………………………………④(2分)
車輪邊緣的線速度與自行車行駛的速度大小相等,則距離為:
…………………………………………………⑤(2分)
由以上各式得:………………………………………⑥(2分)
16、(13分)(1)當(dāng)以CD為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), AB棒切割磁感線,當(dāng)轉(zhuǎn)到AD邊豎直時(shí)
(1分)
(2分)
AB受到的水平外力應(yīng)等于AB邊受到的安培力
(2分)
(2)在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,線圈內(nèi)產(chǎn)生了交變電流,從開始轉(zhuǎn)動(dòng)到AD邊豎直可視為正弦交變電流的0到T/4 (1分)
所以Q=0.00196J(2分)
(3)當(dāng)以CD為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),僅AB棒切割磁感線。
(1分)
當(dāng)以AB為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),僅CD棒切割磁感線。
(2分)
第一個(gè)周期內(nèi)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差隨時(shí)間變化的關(guān)系為
(2分)
17、(14分)(1)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后沿X方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿Y方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng);
根據(jù)牛頓第二定律得,帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大小為:
a= (1分)
帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后在X方向的位移為l,在Y方向的位移為L,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律,有
l=v0t (1分)
L=t2 (2分)
消去t,解得: l=
即該電場(chǎng)的左邊界與b點(diǎn)的距離為(2分)
(2)分析可知,磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直XOY平面向外,粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。
設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的速率為v ,運(yùn)動(dòng)半徑為R,則
由Bqv = (1分)
得R= (1分)
由幾何關(guān)系可知:
AC=R sinθ (1分)
所以l = s+AC =s+sinθ (2分)
其中:sinθ = = (1分)
所以: l = s+? =s+ (2分)
18、(15分)(1)對(duì)水平管中的物體分析,物體能保持靜止,有:
, (1分) 解出 (2分)
(2)物體進(jìn)入水平管時(shí),摩擦力的大小與右端進(jìn)入水平管的距離之間的關(guān)系是:
,作出圖:(2分)
從圖中曲線和坐標(biāo)軸所圍的面積可以求出物體在進(jìn)入水平管的過(guò)程中,克服阻力所做的功:。(2分)
減小的重力勢(shì)能(2分)
能夠全部進(jìn)入管中,重力勢(shì)能必大于或等于克服阻力所做的功,
即:,解出。(2分)
(3)當(dāng)時(shí),物體全部進(jìn)入水平管中,設(shè)右端進(jìn)入水平管的距離為,則物體克服阻力所做的功(2分)
減小的重力勢(shì)能
由解出(2分)
(用平均值求摩擦力的功同樣給分)
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