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2021-2022学年江西省南昌市八一中学、洪都中学、南师附中、十七中四校高二(上)期末物理试卷(含答案解析)
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这是一份2021-2022学年江西省南昌市八一中学、洪都中学、南师附中、十七中四校高二(上)期末物理试卷(含答案解析),共17页。试卷主要包含了6V,2,6,cs37∘=0,【答案】A,【答案】C,【答案】B,【答案】D,【答案】BC等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年江西省南昌市八一中学、洪都中学、南师附中、十七中四校高二(上)期末物理试卷 关于电场强度和磁感应强度,下列说法正确的是( )A. 电场强度的定义式,适用于任何电场
B. 由真空中点电荷的电场强度公式可知,当时,无穷大
C. 由公式可知,一小段通电导线在某处若不受磁场力,则说明此处一定无磁场
D. 磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向 如图所示,电源电动势大小为E,内阻大小为r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左的过程中( )A. 电流表读数变小,电压表读数不变
B. 小电珠L变亮
C. 处于电容器C两板间某点的一个负点电荷所具有的电势能变小
D. 电源的总功率变大
如图所示,在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动。金属导轨间距为L,电阻不计,金属杆MN电阻为2R、长度为L,ab间电阻为R,MN两点间电势差为U,则通过电阻R的电流方向及U的大小( )A. B. , C. , D. , 如图所示的区域内,存在垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子不计重力以一定的初速度由左边界的P点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的N点穿出。若撤去该区域内的电场而保留磁场不变,粒子X仍以相同初速度由P点射入,当粒子X从区域右边界穿出,则粒子X( )
A. 动能可能减小 B. 动能一定不变
C. 穿出位置一定在N点上方 D. 穿出位置一定在N点下方 质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备,它的构造原理如图所示,离子源S产生的比荷为k的离子束速度可视为零,经M、N两板间大小为U的加速电压加速后从小孔垂直于磁感线进入匀强磁场,运转半周后到达照相底片上的P点。已知P点到小孔的距离为x,匀强磁场的方向垂直纸面向外,则不正确的是( )A. M板带正电
B. 粒子进入匀强磁场的速度大小为
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为
D. x相同,对应离子的比荷可能不相等 如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行。线框由静止释放,在下落过程中( )A. 线框的机械能守恒 B. 穿过线框的磁通量保持不变
C. 线框所受安掊力的合力方向向上 D. 线框中感应电流总是顺时针方向 如图甲所示,固定导体环直径为d,电阻为R,空间存在与环平面垂直的匀强磁场,磁场随时间周期性变化,规定向里为正方向,在一个周期内磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示,则有( )
A. ,穿过导体环的磁通量变化量为0
B. ,导体环所受安培力一直沿半径向里
C. 时环中电流为0
D. 导体环发热量为 磁流体发电的原理如图所示,将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中,在间距为d的两平行金属板ab间产生电动势。将其上下极板与阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器相连,间距为L的电容器极板间有一带电微粒处于静止状态,不计其它电阻,重力加速度为g。下列说法正确的是( )A. 平行金属板上极板比下极板电势高 B. 磁流体发电机的电动势为BLv
C. 电容器所带电荷量为CBLv D. 微粒的比荷 如图所示,线圈P、Q同轴放置,P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路,Q与电流计G相连,要使Q线圈产生图示方向的电流,可采用的方法有( )
A. 闭合开关S后,把R的滑片右移 B. 闭合开关S后,把R的滑片左移
C. 闭合开关S后,把Q靠近P D. 无需闭合开关S,只要把Q靠近P即可如图所示,a,b灯分别标有“,”和“,”,闭合开关,调节R,能使a、b都正常发光.断开开关后重做实验,则( )A. 闭合开关,a将慢慢亮起来,b立即发光
B. 闭合开关,a、b同时发光
C. 断开开关,a、b都逐渐熄灭
D. 断开开关,a逐渐熄灭,b灯闪亮一下再熄灭
一个带电粒子以速度v射入某一空间不计重力,下列说法中正确的有( )A. 若空间只有电场,粒子的速度可能不变 B. 若空间只有电场,粒子的动能可能不变
C. 若空间只有磁场,粒子的速度可能不变 D. 若空间只有磁场,粒子的动能一定不变如图所示,圆心角为的扇形COD内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,E点为半径OD的中点。现有比荷大小相等的两个带电粒子a、不计重力以大小不等的速度分别从O、E点均沿OC方向射入磁场,粒子a恰从D点射出磁场,粒子b恰从C点射出磁场,已知,,则下列说法正确的是( )A. 粒子a带正电,粒子b带负电
B. 粒子a、b在磁场中运动的加速度大小之比为2:5
C. 粒子a、b的速率之比为5:2
D. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为180:53如图所示,用长为L的轻绳,悬挂一质量为m的带电小球,放在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉到与悬点等高处由静止释放,小球便在垂直于磁场的竖直面内摆动,当小球第一次摆到最低点时,轻绳的拉力恰好为零,重力加速度为g,忽略空气阻力,由此可知,小球______ 选填“带正电”“不带电”或“带负电”,当小球第二次经过最低点时轻绳拉力等于______ 。某位同学用如图所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻,其中定值电阻。
他采用如图所示的实验电路进行测量,现有下列器材供选用:
A.电压表内阻约电压表内阻约
C.电流表内阻约电流表内阻约
E.滑动变阻器滑动变阻器
实验中所用电压表应选______,电流表应选用______,滑动变阻器应选用______。填字母代号
某同学根据实验数据画出的图象如图所示,由图象可得电池的电动势为______ V,内阻为______。保留两位有效数字
这位同学对以上实验进行了误差分析,其中正确的是______。
A.实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用
B.实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用
C.实验产生的系统误差与定值电阻有关
D.实验测出的电动势等于真实值如图所示,水平导轨间距为,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量,电阻,与导轨接触良好;电源电动势,内阻,电阻;外加匀强磁场的磁感应强度,方向垂直于ab,与导轨平面成角;ab与导轨间动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度,ab处于静止状态.已知,求:
通过ab的电流大小和方向.
受到的安培力大小和方向.
重物重力G的取值范围.如图1所示,一个圆形线圈匝数,面积、电阻,在线圈外接一阻值为的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面向里,磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图2所示。求:
内,回路中的感应电动势;
时,电阻两端的电压U,并指出a、b两点电势的高低。如图所示,两根光滑的足够长直金属导轨ab、cd平行置于竖直面内,导轨间距为L,在导轨上端接有阻值为R的电阻。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻为r的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。金属棒下落高度为h时速度恰好达到最大速。重力加速度为g,不计导轨的电阻。求:
磁感应强度B的大小;
金属棒从开始释放到下落高度为h的过程中,通过金属棒MN的电荷量q;
金属棒从开始释放到下落高度为h的过程中,电阻R上产生电热。如图所示,在y轴的右侧存在磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场,在x轴的上方有一平行板式加速电场.有一薄绝缘板放置在y轴处,且与纸面垂直.现有一质量为m、电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速,然后以垂直于板的方向沿直线从A处穿过绝缘板,而后从x轴上的D处以与x轴负向夹角为的方向进入第四象限,若在此时再施加一个电场可以使粒子沿直线到达y轴上的C点点在图上未标出已知OD长为l,不计粒子的重力.求:
粒子射入绝缘板之前的速度
粒子经过绝缘板时损失了多少动能
所加电场的电场强度和带电粒子在y轴的右侧运行的总时间.
答案和解析 1.【答案】A 【解析】解:A、电场强度的定义式,适用于任何电场,故A正确。
B、当时,电荷已不能看成点电荷,公式不再成立。故B错误。
C、由公式可知,一小段通电导线在某处若不受磁场力,可能是B的方向与电流方向平行,所以此处不一定无磁场,故C错误。
D、磁感应强度的方向和该处的通电导线所受的安培力方向垂直,故D错误。
故选:A。
电场强度是反映电场力的性质的物理量,大小用比值法定义,方向与正的试探电荷受到的电场力的方向相同;电场中某点的场强可以通过电场线形象地表示;点电荷场强的决定式为。
本题考查对电场强度两公式的理解能力,首先要理解公式中各个量的含义,其次要理解公式的适用条件。
2.【答案】C 【解析】解:
A、B当滑片向左滑动的过程中,其有效阻值变大,所以根据闭合电路欧姆定律得知:干路电流变小,路端电压变大,电流表读数变小,电压表读数变大,小电珠L变暗。故AB错误。
C、与变阻器并联的电容器两端电压变大,由于负电荷所在处电势为正值,则其在电场中的电势能由于为负值,电势能随电压增大而变小,故C正确。
D、电源的总功率,与电流的大小成正比,则知电源的总功率变小。故D错误。
故选:C。
当滑片向左滑动的过程中,分析其阻值的变化,根据闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化和路端电压的变化,确定两电表读数的变化,以及灯泡亮度的变化.处于电容器C两板间某点的一个负点电荷所具有的电势能随着电压的增大而变小.电源的总功率,与电流的大小成正比.
本题是电路动态变化分析问题,首先确定变阻器有效电阻的变化,再分析总电阻、总电流的变化,再分析局部电压的变化.
3.【答案】B 【解析】解:由右手定则判断可知,MN中产生的感应电流方向为,则通过电阻R的电流方向为,
MN产生的感应电动势公式为:;
R两端的电压为:,故ACD错误,B正确;
故选:B。
由右手定则或楞次定律判断MN中产生的感应电流方向,即可知道通过电阻R的电流方向。MN产生的感应电动势公式为,E与B成正比,再根据闭合电路欧姆定律即可求得R两端的电压。
本题关键要掌握楞次定律和切割感应电动势公式,同时注意MN作为等效电源处理,其两端的电压为路端电压。
4.【答案】B 【解析】解:AB、撤去电场后,粒子只受洛伦兹力,由于洛伦兹力不做功,故粒子速度大小不变,动能一定不变,故A错误,B正确;
CD、不论粒子带正电还是带负电,只要满足,粒子即可沿直线由P到N;如果粒子带正电,粒子将向上偏转,穿出位置在N点上方,如果粒子带负电,粒子将向下偏转,穿出位置在N点下方,故CD错误。
故选:B。
带电粒子在复合场中做直线运动,讨论粒子可能的带电情况,再根据带电粒子在磁场中的受洛伦兹力情况明确动能是否变化并分析穿出位置。
本题考查带电粒子在磁场和复合场中的运动情况分析,要注意明确洛伦兹力永不做功的性质应用,同时明确在复合场中平衡条件的应用。
5.【答案】D 【解析】解:A、粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据左手定则可知,粒子带正电,粒子在MN间加速,粒子所受电场力方向向上,电场强度向上,则M板带正电,故A正确;
B、粒子在电场中加速,由动能定理得:,由题意可知:,解得:,故B正确;
CD、粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:,
粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径,解得:,
由此可知x相同,磁感应强度B相同,则对应离子的比荷相等,故C正确,D错误。
本题选错误的,故选:D。
应用左手定则判断离子的电性,然后判断M板的电性;应用动能定理求出粒子进入匀强磁场时的速度大小;粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,应用牛顿第二定律可以求出磁感应强度,然后分析答题。
根据题意分析清楚粒子的运动过程,求出粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径,应用动能定理、平衡条件与牛顿第二定律、左手定则即可解题。
6.【答案】C 【解析】【分析】
根据磁通量形象表示:穿过磁场中某一面积的磁感线的条数判断磁通量的变化;用楞次定律研究感应电流的方向。用左手定则分析安培力,根据能量守恒定律研究机械能的变化。
本题考查电流的磁场和电磁感应中楞次定律等,解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向,以及知道机械能守恒的条件。
【解答】
AD、下落过程中,因为磁通量随线框下落而减小,根据楞次定律,感应电流的磁场与原磁场方向相同,所以感应电流的方向为逆时针方向,因线框中产生电能,所以机械能减小,故AD错误;
B、线框在下落过程中,所在磁场减弱,穿过线框的磁感线的条数减小,磁通量减小,故B错误;
C、线框左右两边受到的安培力平衡抵消,上边受的安培力大于下边受的安培力,安培力合力方向向上,故C正确;
故选:C。 7.【答案】D 【解析】解:,穿过导体环的磁通量变化量为,故A错误;
B.,穿过导体环的磁通量先减小后增大,根据“增缩扩减”,导体环先有扩大趋势后有缩小趋势,故所受安培力先沿半径向外,后沿半径向里,故B错误;
C.时磁通量变化率不为零,根据可知环中电流不为0,故C错误;
D.,磁通量变化率大小不变,感应电动势大小为,
导体环发热量,故D正确。
故选:D。
根据磁通量公式可知其变化量,根据楞次定律判断导体环所受安培力方向,根据法拉第电磁感应定律解得感应电动势,结合焦耳定律可解得发热量。
本题考查法拉第电磁感应定律,解题关键掌握的应用,注意楞次定律在力学的应用。
8.【答案】D 【解析】解:将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场时,由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下,所以正电荷会聚集的下板上,负电荷受到的洛伦兹力向上,负电荷聚集到上板上,故平行金属板上极板比下极板电势低,故A错误;
B.根据
可得磁流体发电机的电动势为
,
故B错误;
C.电容器两端的电势差等于电源电动势,根据
可得电容器所带电荷量为
,
故C错误;
D.由于带电微粒处于静止状态,由平衡条件可得
联立方程,可得微粒的比荷
,
故D正确;
故选:D。
由左手定则可以判断电荷受到的洛伦兹力,即可确定极板电势高低;抓住等离子体受到的电场力和洛伦兹力平衡列式,求出磁流体发电机的电动势;电容器板间电压等于发电机的电动势,由求电容器所带电荷量;带电微粒处于静止状态,根据电场力和重力平衡列式,来求解微粒的比荷。
解决本题的关键要理解磁流体发电机的工作原理,知道稳定时等离子体受到的电场力和洛伦兹力平衡。要注意由于不计其他电阻,电容器板间电压才等于电源的电动势,如果考虑发电机的内阻,容器板间电压小于电源的电动势。
9.【答案】BC 【解析】解:闭合开关S后,线圈P形成的磁场向右穿过线圈Q,若把R的滑片右移,Q中的磁通量减小,据楞次定律可知,线圈Q中电流方向与图中所标电流方向相反,同理可知,若把R的滑片左移,线圈Q中电流方向与图中所标电流方向相同,故A错误,B正确;
C.闭合开关S后,把Q靠近P,Q中的磁场向右、磁通量增大,据楞次定律可知,线圈Q中的电流方向与图中所标电流方向相同,故C正确;
D.若S不闭合,则线圈Q中无磁场,故Q中不会有电流产生,故D错误。
故选:BC。
当通过闭合回路中的磁通量发生变化,就会产生感应电流,根据楞次定律判断感应电流的方向。
解决本题的关键掌握感应电流产生的条件,以及会运用楞次定律判断感应电流的方向。
10.【答案】AC 【解析】解:A、闭合瞬间,L相当于断路,b立刻变亮,a逐渐变亮,A正确,B错误.
C、闭合开关稳定时,a的亮度比b的小;根据知通过a的电流小;电键断开,L相当于电源与两个灯泡串联,逐渐熄灭,由于稳定后a灯的电流小于b灯,所以电键断开瞬间b灯的电流比稳定时的电流小,b灯不会再闪亮一下,故C正确,D错误.
故选:AC
闭合开关的瞬间,L相当于断路,稳定后自感作用消失,而开关断开的瞬间,线圈相对于电源.结合欧姆定律分析电流大小.
对自感线圈来讲,重点掌握开关闭合瞬间,断路稳定后和开关断开的瞬间,线圈对电流突变的阻碍作用.
11.【答案】BCD 【解析】解:A、若空间只有电场,带电粒子在电场中则可能会受到电场力的作用,电场力可对粒子做功,所以粒子的速度一定变化,所以A错误;
B、若粒子进入点电荷电场时,电场力恰好能充当向心力,则粒子的速度方向发生改变,但动能可能不变;故B正确;
C、当粒子的运动的方向和磁场平行的时候,粒子不受洛伦兹力的作用,则不会改变粒子的速度,故C正确;
D、若空间只有磁场,粒子可能受洛伦兹力的作用,但是洛伦兹力对粒子始终不做功,所以粒子的动能一定不变,故D正确;
故选:BCD。
带电粒子在电场中一定会受到电场力的作用,但是在磁场中运动的时候,带电粒子不一定受到洛伦兹力的作用,比如粒子的运动的方向和磁场的平行的时候,洛伦兹力的大小为零.
本题考查的就是洛伦兹力和电场力的区别,洛伦兹力对粒子一定不做功;明确粒子运动方向与磁场平行时,粒子不受洛仑兹力;同时还要注意对可能的情况全面分析.
12.【答案】BD 【解析】解:A、根据左手定则可知,粒子a带负电,粒子b带正电,故A错误;
B、粒子的运动轨迹如图所示
设扇形半径为R,由几何知识可知,粒子a的轨迹半径为
对粒子b,根据几何关系得:,解得:
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律得:,解得:
粒子的加速度:,粒子a、b在磁场中运动的加速度大小之比,故B正确;
C、粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律得:,解得:,粒子的速率之比,故C错误;
D、粒子a的偏转角为,粒子b的偏转角满足,解得:,
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期,
粒子在磁场中的运动时间,
粒子a、b在磁场中运动的时间之比,故D正确。
故选:BD。
根据左手定则判断两个粒子的电性,画出粒子在磁场中运动的轨迹,根据几何关系求出半径,由牛顿第二定律求出加速度表达式,进而求出加速度之比,求出圆心角,根据粒子做圆周运动的周期与转过的圆心角求出粒子运动的时间之比。
本题两个比荷相同的粒子以不同速度从不同点射入扇形磁场,分别从两个扇角射出,由左手定则确定电性,由几何关系求出半径,由洛伦兹力提供向心力求出速度,由偏转角求出时间.
13.【答案】带负电 6 mg 【解析】解:当球第一次摆到最低点时,轻绳的拉力恰好为零,说明洛伦兹力竖直向上。根据左手定则,可判断该小球带负电,
小球第一次经过最低点是,轻绳拉力为零,合力提供向心力:
小球第二次经过最低点时,速度大小不变,方向变为向右
受力分析如图:
;
即:,
联立解得:,
故答案为:带负电,6mg。
当球第一次摆到最低点时,轻绳的拉力恰好为零,可判断洛伦兹力竖直向上,根据左手定则判断小球电性;小球第二次经过最低点时对小球牛顿第二定律可求出绳子拉力。
此题的关键是对小球受力分析找向心力,易错点在于:当细线的拉力为零时认为洛伦兹力等于重力.圆周运动的题目关键在找向心力,只要受力分析好了,找出向心力列式计算即可.
14.【答案】 【解析】解:为方便实验操作,滑动变阻器应选F;电路最大电流约为零点几安培,电流表选C,电动势约为,电压表选B;
根据闭合电路欧姆定律得:
,
结合图示电源图像可知:
电源电动势,
电源内阻:;
在测量电源的电动势和内阻时,电压表测量电源的外电压准确,电流表测量通过电源的电流偏小,因为电压表起分流作用。作出图线实际图线和测量图线,如图所示,
可知电动势的测量值偏小,内电阻的测量值偏小。故AC错误,BD正确。
故选:BD。
故答案为:,C,,
为方便实验操作,滑动变阻器应选最大阻值较小的滑动变阻器;根据电源电动势选择电压表,根据电路最大电流选择电流;
由图示图像求出电源电动势与内阻;
通过作出的实际图线和测量图线判断测量电动势和内阻的误差。
本题考查了实验器材的选择、求电源电动势与内阻,要掌握实验器材的选择原则,应用图像法处理实验数据是常用的实验数据方法,要掌握应用图像法处理实验数据的方法。
15.【答案】解:由闭合电路的欧姆定律可得,
通过ab的电流,方向:由a到b;
受到的安培力:,方向斜向左上,与水平面夹角为37度;
受力如图所示,最大静摩擦力:
由平衡条件得:
当最大静摩擦力方向向右时:
,
当最大静摩擦力方向向左时:
由于重物平衡,故:
则重物重力的取值范围为:;
答:通过ab的电流大小为2A,方向由a向
受到的安培力大小为5N,方向斜向左上,与水平面夹角为37度.
重物重力G的取值范围为。 【解析】解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律,安培力的大小公式,以及会利用共点力平衡去求未知力。
由闭合电路的欧姆定律可以求出通过ab的电流,根据电路图可以判断出电流方向;
由安培力公式可以求出安培力大小。
由平衡条件求出重力的取值范围。
16.【答案】解:根据法拉第电磁感应定律:
由图可知
解得
根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路的欧姆定律
根据部分电路的欧姆定律
联立解得
在内,磁场在减弱,根据楞次定律,a点电势高,即
答:内,回路中的感应电动势为;
时,电阻两端的电压为,a、b两点电势。 【解析】根据法拉第电磁感应定律结合闭合电路欧姆定律与楞次定律可解得;
根据法拉第电磁感应定律计算5s末的感应电动势,再解得路端电压,根据楞次定律比较ab电势关系。
本题考查法拉第电磁感应定律,解题关键掌握的应用,注意楞次定律判断感应电流的方向。
17.【答案】解:金属棒开始下滑作加速度减小的加速运动,最后匀速运动,设磁感应强度为B,则速度最大时金属棒产生的感应电动势为:…①
感应电流为: …②
由平衡条件得:…③
联立①②③解得:…④
金属棒下落的高度为h的过程中,由法拉第电磁感应定律得:
…⑤
磁通量变化量为:…⑥
通过金属棒MN的电荷量:…⑦
根据闭合电路欧姆定律得: …⑧
联立④⑤⑥⑦⑧得:
设在下滑过程中整个电路产生的焦耳热为,由能量守恒定律有:…⑧
又有:…⑨
联立④⑤⑥解得:
答:磁感应强度B的大小为。
通过金属棒MN的电荷量q为。
电阻R上产生电热为。 【解析】金属棒开始下滑作加速度减小的加速运动,最后匀速运动,速度达到最大。根据平衡条件和安培力与速度的关系求解最大速度。
由法拉第电磁感应定律求出感应电动势平均值,由闭合电路欧姆定律求出感应电流平均值,再根据电流定义式求出通过金属棒MN的电荷量。
在下滑过程中,金属棒的机械能减少转化为内能,根据能量守恒定律求解电阻R上产生电热。。
本题关键要正确分析金属棒的运动情况,熟练运用法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力公式、电荷量公式,推导出安培力与感应电荷量的表达式,再由平衡条件进行解答。
18.【答案】解:粒子在电场中加速,由动能定理得,
解得:
粒子在磁场中做圆周运动轨迹如图.
由几何关系可得轨道半径为
由
解得
根据能量守恒得,损失的动能
粒子若作直线运动,则
代入数据解得
方向与x轴正向斜向下成角.
粒子在第一象限作匀速圆周运动的时间
粒子在第四象限做匀速直线运动的时间
粒子x轴右侧运行的总时间
答:粒子射入绝缘板之前的速度
粒子经过绝缘板时损失的动能为
所加电场的电场强度的大小为,方向与x轴正向斜向下成角.带电粒子在y周的右侧运行的总时间为 【解析】根据动能定理求出粒子射入绝缘板之前的速度.
根据粒子在磁场中运动的轨迹,确定圆周运动的圆心,根据几何关系求出轨道半径,通过洛伦兹力提供向心力求出粒子在磁场中的速度,最后通过能量守恒求出损失的动能.
带电粒子做直线运动,所受洛伦兹力与电场力平衡,根据平衡求出电场强度的大小.根据圆心角确定在第一象限内做圆周运动的时间,根据匀速直线运动的位移求出直线运动的时间,从而求出运动的总时间.
本题考查了带电粒子在磁场中以及在复合场中的运动,关键理清粒子的运动情况,结合数学几何关系进行求解.
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