設(shè)有一固定的S極磁單極子，其磁場(chǎng)分布于負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布相似，周圍磁感線呈均勻射狀分布，如圖所示．距離它r處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=k/r2，k為常數(shù)，現(xiàn)有一帶正電的小球在S極附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的判斷正確的是（　�。�

A、小球的運(yùn)動(dòng)軌跡平面在S的正上方，如圖甲所示

B、小球的運(yùn)動(dòng)軌跡平面在S的正下方，如圖乙所示

C、從S極看去小球的運(yùn)動(dòng)方向是順時(shí)針的

D、從S極看去小球的運(yùn)動(dòng)方向是逆時(shí)針的

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設(shè)有一固定的S極磁單極子，其磁場(chǎng)分布于負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布相似，周圍磁感線呈均勻射狀分布，如圖所示．距離它r處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=k/r2，k為常數(shù)，現(xiàn)有一帶正電的小球在S極附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的判斷正確的是（　�。�

A．小球的運(yùn)動(dòng)軌跡平面在S的正上方，如圖甲所示

B．小球的運(yùn)動(dòng)軌跡平面在S的正下方，如圖乙所示

C．從S極看去小球的運(yùn)動(dòng)方向是順時(shí)針的

D．從S極看去小球的運(yùn)動(dòng)方向是逆時(shí)針的

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設(shè)有一固定的S極磁單極子，其磁場(chǎng)分布于負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布相似，周圍磁感線呈均勻射狀分布，如圖所示．距離它r處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=k/r2，k為常數(shù)，現(xiàn)有一帶正電的小球在S極附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的判斷正確的是（ ）

A．小球的運(yùn)動(dòng)軌跡平面在S的正上方，如圖甲所示
B．小球的運(yùn)動(dòng)軌跡平面在S的正下方，如圖乙所示
C．從S極看去小球的運(yùn)動(dòng)方向是順時(shí)針的
D．從S極看去小球的運(yùn)動(dòng)方向是逆時(shí)針的

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一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．如圖某薄片中通以向右的電流I，薄片中的自由電荷電子受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場(chǎng)E_H，同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差U_H．當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力處處相等時(shí)，E_H和U_H達(dá)到穩(wěn)定值，U_H的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式UH=RH

IB

d

，其中比例系數(shù)R_H稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)．
（1）設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度（c、f間距）為l，請(qǐng)寫出U_H和E_H的關(guān)系式；并判斷圖1中c、f哪端的電勢(shì)高；
（2）已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)R_H的表達(dá)式（通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率）；
（3）圖2是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的半徑為R，周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測(cè)圓盤的邊緣附近，如圖所示．當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈動(dòng)信號(hào)圖象如圖3所示．若在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請(qǐng)導(dǎo)出圓盤邊緣線速度的表達(dá)式．

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一、1、B 2、BC 3、AD 4、B 5、AD 6、AC 7、BD 8、AC

二、實(shí)驗(yàn)題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。

9、（6分）（1）  49.6cm/s²    (3分)         （2）  AB   （3分，半對(duì)得2分，錯(cuò)選不得

10、（12分）①的圖線  （1分）

②（2分）  大于（1分）

③ 電路圖：（見右圖）  （3分）

實(shí)驗(yàn)步驟（2分，任寫對(duì)3項(xiàng)都得滿分）：

（a）按電路圖連接好電路；

（b）閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P使滑動(dòng)變阻器短路，測(cè)得兩電表讀數(shù)為U₁、I₁；

（c）移動(dòng)滑片P使滑動(dòng)變阻器不短路，測(cè)得兩電表讀數(shù)為U₂、I₂；

（d）整理器材，數(shù)據(jù)處理．

計(jì)算公式：

（a）（1分） （b）（1分）（c）（1分）

三、本大題共三小題共計(jì)54分．解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、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

11、（16分）:(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)中物塊的最大加速度為a_m,根據(jù)牛頓定律,有μmg=ma_{m……（3分）}

為保證兩者不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，系統(tǒng)的加速度不應(yīng)超過a_m。設(shè)兩者剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)卷揚(yáng)機(jī)牽引力為F，則F-μ(m+M)g=(m+M) a_{m……………………………………………………………………………………（3分）}

可解得：F=2000N_{…………………………………………………………………………………………………………………………………………（2分）}

（2）當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)最大功率牽引平板且平板做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大。設(shè)此時(shí)卷揚(yáng)機(jī)輸出功率為P，則P=ηIU………………………………………………………………………………（2分）

設(shè)小車在水平路面上能達(dá)到的最大速度為v_m,則

μ（m+M）gv_m=P…………………………………………………………………………（3分）

可解得：v_m=4m/s…………………………………………………………………………(3分)

12、（18分）（1）因a、b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，由能量關(guān)系知

 J                                                     （2分）

J                                                      （2分）

（2）b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：速度為v_b，總電阻R₁=7.5 Ω

b中的電流I_b=                                                 ①（2分）

                                                      ②（2分）

同理，a棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：速度為v_a，總電阻R₂=5 Ω：

                                                      ③（2分）

由以上各式得:                                              ④（4分）

（3）                                                       ⑤

      ⑥          ⑦          ⑧  

     由④⑤⑥⑦⑧得 m=1.33 m     m=0.75 m                     （4分）

13、（20分）（1）設(shè)兩板問電壓為時(shí)，帶電粒子剛好從極板邊緣射出電場(chǎng)，

則有 （2分）

代人數(shù)據(jù)，解得：（2分）

在電壓低于100 V時(shí)，帶電粒子才能從兩板間射出，電壓高于100 V時(shí)，帶電粒子打在極板上，不能從兩板間射出．粒子剛好從極板邊緣射出電場(chǎng)時(shí)，速度最大，設(shè)最大速度為

則有：（2分）

解得：（2分）

（2）設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與夾角為，則速度大小（2分）

粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑（2分）

粒子從磁場(chǎng)中飛出的位置與進(jìn)入磁場(chǎng)的位置之間的距離（2分）

代入數(shù)據(jù)，解得與無關(guān)，即射出電場(chǎng)的任何一個(gè)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)與出射點(diǎn)間距離恒為定值  （2分）

（3）粒子飛出電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中按逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與的最大夾角為

（2分）

當(dāng)粒子從下板邊緣飛出電場(chǎng)再進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，

（2分）

當(dāng)粒子從上板邊緣飛出電場(chǎng)再進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短

     （2分）