(完整word版)高三物理高考第一輪專題復(fù)習(xí)——電磁場(chǎng)(含答案詳解),推薦文檔

1、高三物理第一輪專題復(fù)習(xí)電磁場(chǎng)例 7|（高考題）在以坐標(biāo)原點(diǎn) 0 為圓心、半徑為 r 的圓形區(qū)域內(nèi), 向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示。一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場(chǎng)邊界與 磁場(chǎng)，恰好從磁場(chǎng)邊界與 y 軸的交點(diǎn) C 處沿+y 方向飛岀。（1）請(qǐng)判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷 q/m ；（2） 若磁場(chǎng)的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽 ，該粒子仍從 A 處以相同的速度射入磁場(chǎng)，但飛岀磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相對(duì)于入射方向改變了 60角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 多大？此次粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t 是多少？例 2.| （調(diào)研）電子自靜止開始經(jīng) M、N 板間（兩板間的電壓為 U）的電場(chǎng)加速后從 A 點(diǎn)垂直

2、于磁場(chǎng)邊界射入寬度為 d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 電子離開磁場(chǎng)時(shí)的位置 P 偏離入射方向的距離為 L,如圖所示.求勻強(qiáng)磁 場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.（已知電子的質(zhì)量為 m,電量為 e）例 3.（高考）如圖所示,abed 為一正方形區(qū)域，正離子束從 a 點(diǎn)沿 ad 方向以0=80m/s 的初速度射入，若在該區(qū)域中加上一個(gè)沿ab 方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E,則離子束剛好從 e 點(diǎn)射岀；若撒去電場(chǎng)，在該區(qū)域中加上一個(gè)垂直于abed 平面的勻強(qiáng)磁碭，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，則離子束剛好從 be 的中點(diǎn) e 射岀，忽略離子束中離子間的相 互作用，不計(jì)離子的重力，試判斷和計(jì)算：（1）所加磁場(chǎng)的方向如何？（2） E 與 B 的比

3、值 E/B 為多少？例 4.| （北京市西城區(qū)）在高能物理研究中，粒子回旋加速器起著重要作用，如圖甲為它的示意圖。它由兩個(gè)鋁第1頁存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面x 軸的交點(diǎn) A 處以速度 v 沿一 x 方向射入第2頁制 D 型金屬扁盒組成，兩個(gè) D 形盒正中間開有一條窄縫。 兩個(gè) D 型盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接有高頻交變電壓。圖乙為俯視圖，在 D 型盒上半面中心 S 處有一正離子源，它發(fā)岀的正離子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入D 型盒中。在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)半周，再經(jīng)狹縫電壓加速。如此周而復(fù)始，最后到達(dá)D 型盒的邊緣，獲得最大速度，由導(dǎo)岀裝置導(dǎo)岀。已知正離子的電荷量為q,質(zhì)量為 m,加速時(shí)電極間

4、電壓大小為 U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，D型盒的半徑為 R。每次加速的時(shí)間很短，可以忽略不計(jì)。正離子從離子源岀發(fā)時(shí)的初速度為零。(1) 為了使正離子每經(jīng)過窄縫都被加速，求交變電壓的頻率；(2) 求離子能獲得的最大動(dòng)能；(3) 求離子第 1 次與第 n 次在下半盒中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比。例 5.|(高考題)如圖甲所示，圖的右側(cè) MN 為一豎直放置的熒光屏， O 為它的中點(diǎn)，OO 與熒光屏垂直，且長(zhǎng)度為 I。在 MN的左側(cè)空間 內(nèi)存在著方向水平向里的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為 E。乙圖是從甲圖的左邊去看熒光屏得到的平面圖，在熒光屏上以0 為原點(diǎn)建立如圖的直角坐標(biāo)系。一細(xì)束質(zhì)量為 m、電荷為 q 的帶電粒子

5、以相同的初速度 vo從 O點(diǎn)沿OO方向射入電場(chǎng)區(qū)域。粒子的重力和粒子間的相互作 用都可忽略不計(jì)。(1) 若再在 MN 左側(cè)空間加一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使得熒光屏上的亮 點(diǎn)恰好位于原點(diǎn) 0 處，求這個(gè)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的大小和方向。(2)如果磁感強(qiáng)度的大小保持不變， 但把方向變?yōu)榕c電場(chǎng)方向相例口圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 E、方向水平向右，電場(chǎng)寬度為L(zhǎng);中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，方向垂直紙面向里。一個(gè)質(zhì)量為m、電量為 q、不計(jì)重力的帶正電的粒子從電場(chǎng)的左邊緣的0 點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，穿過中間磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域后，又回到 0 點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)

6、動(dòng)過程。求：(1) 中間磁場(chǎng)區(qū)域的寬度 d;同，則熒光屏上的亮點(diǎn)位于圖中A 點(diǎn)處，已知 A 點(diǎn)的縱坐標(biāo)y_2 |，求它的橫坐標(biāo)的數(shù)值。3第3頁(2) 帶電粒子從 0 點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到第一次回到 0 點(diǎn)所用時(shí)間 t第4頁例可(高考模擬)如下圖所示，PR 是一塊長(zhǎng)為 L= 4m 的絕緣平板，固定在水平地面上，整個(gè)空間有一個(gè)平行 于 PR 的勻強(qiáng)電場(chǎng) E,在板的右半部分有一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，一個(gè)質(zhì)量為 O.IKg，帶電量為 0.5C的物體，從板的 P 端由靜止開始在電場(chǎng)力和摩擦力的作用下向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能作勻速運(yùn) 動(dòng)，當(dāng)物體碰到板 R 端豎直絕緣擋板后被彈回，若在碰撞瞬間撤

7、去電場(chǎng)，物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍做勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場(chǎng)后做勻減速運(yùn)動(dòng)停在 C 點(diǎn)，PC=L，物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.4 (g=10m/s2)求：4(1)判斷物體帶正電還是帶負(fù)電以及電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的方向(說明理由)；(2) 物體與擋板碰撞后的速度V和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大?。?3)物體與擋板碰撞前的速度 Vi和電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大小。X 沙 盧pc!x X X Xn/ X X X *例 8兩根水平平行固定的光滑金屬導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，和 cd，它們的質(zhì)量分別為 2m、m，電阻阻值均為 應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。(1) 現(xiàn)把金屬棒 ab 鎖定在導(dǎo)軌的左端，圖甲，對(duì) cd 施加與導(dǎo)軌平行的水

8、平向右的恒力 使金屬棒 cd 向右沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒 cd 動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，金屬棒 cd 的運(yùn)動(dòng)速度是多大？足夠長(zhǎng)，在其上放置兩根長(zhǎng)也為L(zhǎng) 且與導(dǎo)軌垂直的金屬棒ab，整個(gè)裝置處在磁感cX& XX1k XXXXBXXXxF X址址xXXXXXXXX * XX F XXXXbd此時(shí)拉力 F 瞬時(shí)功率多大？甲(2)若當(dāng)金屬棒cd的速度為最大速度的一半時(shí)，金屬棒cd 的加速度多大？(3)若對(duì)金屬棒 ab 解除鎖定，如圖乙，使金屬棒cd 獲得瞬時(shí)水平向右的初速度 Vo,到穩(wěn)定的過程中，流過金屬棒ab 的電量 q 是多少？整個(gè)過程中 ab 和 cd 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的位移中回路中產(chǎn)生的焦耳熱 Q 是多少？

9、當(dāng)它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)達(dá)S是多大？整個(gè)過程如F，的運(yùn)R (金屬導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻均可忽略不計(jì))a cX第5頁例 9 訂如圖，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ 相距丨丨，在 M 點(diǎn)和 P 點(diǎn)間接一個(gè)阻值為 R 的電阻，在兩導(dǎo)軌間OOiOiO矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為 B。一質(zhì)量為 m,電阻為 r的導(dǎo)體棒 ab,垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距do?，F(xiàn)用一大小為 F、水平向右的恒力拉 ab 棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒 ab 在離開磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)(棒 ab 與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì))。求：(1 )棒 ab 在離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度；(2)棒 ab

10、 通過磁場(chǎng)區(qū)的過程中整個(gè)回路所消耗的電能;(3)試分析討論 ab 棒在磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)情況。例 10.(江蘇高考)如圖 12 所示，兩互相平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ 放在豎直平面內(nèi)，相距為 L=0.4m，左端接平行板電容器,板間距離為 d=0.2m，右端接滑動(dòng)變阻器 R(R 的最大阻值為 2Q)，整個(gè)空間有水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B=10T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。導(dǎo)體棒CD 與導(dǎo)軌接觸良好，棒的電阻為r=1Q,其它電阻及摩擦均不計(jì)，現(xiàn)用與導(dǎo)軌平行的大小為 F=2N 的恒力作用，使棒從靜止開始 運(yùn)動(dòng)，取 g=10m/s2。求：(1) 導(dǎo)體棒處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，拉力的最大功率是多大？(2)

11、導(dǎo)體棒處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)觸頭在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí)，一帶電小球從平行板電容器左側(cè)沿兩極板的正中間入射，在兩極板間恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)滑動(dòng)觸頭在滑動(dòng)變阻器最下端時(shí)， 該帶電小球以同樣的方式和速 度入射，在兩極間恰好能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求圓周的半徑是多大？例 11.(北京朝陽區(qū)) 如圖 1 所示，abcd 是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m,電阻為 R。在金屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,MN 和 M N 是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc 邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直?，F(xiàn)金屬線框由距MN 的某一高度從靜止開始下落，圖2 是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域瞬間的

12、速度一時(shí)間圖象，圖像中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量。求：第6頁(1)金屬框的邊長(zhǎng)；(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(3)金屬線框在整個(gè)下落過程中所產(chǎn)生的熱量。 例 12 如圖所示，光滑平行的金屬導(dǎo)軌 MN、PQ 相距丨丨，其框架平面與水平面成B角，在 M 點(diǎn)和 P 點(diǎn)間接- 個(gè)阻值為 R 的電阻，在兩導(dǎo)軌間 OOiOi O矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向下、寬為 d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。一質(zhì)量為 m、電阻為 r 的導(dǎo)體棒 ab,垂直擱置于導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)上邊界相距do，現(xiàn)使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在棒 ab 離開磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)(棒ab 與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì))。求：棒 ab 在

13、離開磁場(chǎng)下邊界時(shí)的速度；棒 ab 通過磁場(chǎng)區(qū)的過程中整個(gè)電路所消耗的電能例 13如圖 15 甲所示，空間存在著一個(gè)范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B。邊長(zhǎng)為 I 的正方形金屬框 abcd (下簡(jiǎn)稱方框)放在光滑的水平地面上，其外側(cè)套著一個(gè)與方框邊長(zhǎng)相同的U 型金屬框架 MNPQ (下簡(jiǎn)稱 U 型框)，U 型框與方框架之間接觸良好且無摩擦。 兩個(gè)金屬框每條邊的質(zhì)量均為 m,每條 邊的電阻均為 r。(1)將方框固定不動(dòng)，用力拉動(dòng)U 型框使它以速度 vo垂直 NP 邊向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng) U型框的 MQ 端滑至方框的最右側(cè)(如圖所示)時(shí)，方框上的bc 兩端的電勢(shì)差為多大？此時(shí)方框的熱

14、功率為多大？(2)若方框不固定，給U 型框垂直 NP 邊向右的初速度 vo，如果 u 型框恰好不能與方框分離，則在這一過程中 兩框架上產(chǎn)生的總熱量為多少？(3)若方框不固定，給 U 型框垂直 NP 邊向右的初速度 v(vvo)，U 型框最終將與方框分離。 如果從 U 型框和方 框不再接觸開始，經(jīng)過時(shí)間 t 方框最右側(cè)和 U 型框最左側(cè)距離為 s。求兩金屬框分離時(shí)的速度各為多大？XXXMX冥冥Nx圖 2aIBOO1OdeQeN第7頁abXXxXXx.-V0X,XXXXXdcXXXXP乙圖 15第8頁例 14.如圖所示，導(dǎo)體棒 ab 質(zhì)量為 100g,用絕緣細(xì)線懸掛后，恰好與寬度為 50cm 的光

15、滑水平導(dǎo)軌 MN、PQ 良好接觸，導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為200g 的另一導(dǎo)棒 cd,整個(gè)裝置處于豎直向上的磁感強(qiáng)度B = 0.2T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)將 ab 棒拉起 0.8m 高后無初速釋放。當(dāng) ab 棒第一次擺到最低點(diǎn)與導(dǎo)軌瞬間接觸后還能向左擺到0.45m 高處，(取 g = 10m/s2)求:(1)cd 棒獲得的速度大小(2)瞬間通過 ab 棒的電量(3)此過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱例 15 .如圖 7 所示，水平的平行虛線間距為d=50cm，其間有 B=1.0T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)正方形線圈邊長(zhǎng)為 l=10cm，線圈質(zhì)量 m=100g，電阻為 R=0.020Q。開始時(shí)，線圈的 下邊緣到磁場(chǎng)上邊緣的

16、距離為h=80cm。將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿岀磁場(chǎng)時(shí)的速度相等。取g=10m/s2，求：線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的電熱Q。線圈下邊緣穿越磁場(chǎng)過程中的最小速度V。線圈下邊緣穿越磁場(chǎng)過程中加速度的最小值a。XXi-X-X4VX4-1-；X.J例 16.| (北京市宣武區(qū)) 如圖所示，abcd 為交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈，其面積為S,匝數(shù)為 n，線圈電阻為 r，外電阻為 Ro 線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直 于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸 00 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為。若圖中的電壓表、電流表均為理想交流電表，求：(1)此交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em；(2) 若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，寫岀感應(yīng)電

17、流隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式；(3) 交流電壓表和交流電流表的示數(shù)；(4)此交流發(fā)電機(jī)的輸岀功率P出oIi2 v宀;X xL-X.Jx第9頁“ 220V, 40W的白熾燈 6 盞)供電.如果輸電線的總電阻 R 是 4Q,升壓變壓器和降壓變壓器(都認(rèn)為是理想變壓器) 的匝數(shù)比分別是 1: 4 和 4: 1,那么：(1)發(fā)電機(jī)的輸岀功率應(yīng)是多大(2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)是多大？(3)輸電效率是多少？例 17：E,內(nèi)阻為 r。與副線圈相連的負(fù)載電阻為R。如圖所示，求解下列各題(1)原線圈中 li多大時(shí)，負(fù)載上獲得的功率最大？最大功率是多少?(2)負(fù)載電阻獲得最大功率時(shí)，變壓器的匝數(shù)比多大？例 18.小型交流發(fā)

18、電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為E=20V,內(nèi)阻不計(jì)，它通過一個(gè)阻值R= 6Q的指示燈連接到一個(gè)理想降壓變壓器的輸入端。在變壓器的輸出端并聯(lián)著24 只規(guī)格都是“6，0.25W彩色小燈泡，每只燈泡都正常發(fā)光，導(dǎo)線電阻不計(jì)。求：(1)原(2 )降壓變壓器初級(jí)、次級(jí)線圈的匝數(shù)比；(3)若只使用18 盞彩色小燈泡， 通過計(jì)算說明這時(shí)每盞小燈泡的工作 狀態(tài)如何？(設(shè)小燈泡的電阻不隨溫度變化)例 19 .,由一臺(tái)內(nèi)阻為1Q的發(fā)電機(jī)向全校22 個(gè)教室(每個(gè)教室有Tf,第10頁例(鹽城市調(diào)研)如圖所示，透明介質(zhì)球半徑為R，光線 DC 平行于直徑 AB 射向介質(zhì)球的 C 點(diǎn)，DC 與AB 的距離 H=0.8R。(1) 試證明：D

19、C 光線進(jìn)入介質(zhì)球后，第一次再到達(dá)介質(zhì)球的界面時(shí)，界面上不會(huì)發(fā)生全反射(要求說明理由)；(2) 若 DC 光線進(jìn)入介質(zhì)球后，第二次再到達(dá)介質(zhì)球的界面時(shí)，從球內(nèi)折射岀的光線與入射光線平行，求介質(zhì)球 的折射率例 21 直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知/ A= 60 / C= 90 一束極細(xì)的光于 AC 邊的中點(diǎn)垂直 AC 面入射,AC = 2a，棱鏡的折射率為n、2求：(1) 、光在棱鏡內(nèi)經(jīng)一次全反射后第一次射入空氣時(shí)的折射角.(2) 、光從進(jìn)入棱鏡到第一次射入空氣時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間(設(shè)光 在真空中傳播速度為 c) 例 22 如圖所示，在某一足夠大的真空室中，虛線PH 的右側(cè)是磁場(chǎng)，左側(cè)是一場(chǎng)強(qiáng)為 E、

20、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在虛線PH 上的一點(diǎn) O 處有一質(zhì)量為 M、電荷量為Q 的鐳核(88Ra)。某時(shí)刻原來靜止的鐳核水平向右放岀一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為 q 的a粒子而衰變?yōu)殡盿粒子與氡核分離后它們之間的作用力忽略不計(jì)，涉及動(dòng)量問題時(shí)，虧損的質(zhì)量可不計(jì)。(1) 寫岀鐳核衰變?yōu)殡焙说暮朔磻?yīng)方程；(2) 經(jīng)過一段時(shí)間a粒子剛好第一次到達(dá)虛線PH 上的 A 點(diǎn)，測(cè)得 OA=L。求此時(shí)刻氡核的速率。PI:XA9III XIH磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)(Rn)核，設(shè)第11頁計(jì)算題部分參考答案：1 解：(1)由幾何知識(shí)知帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為r,則有：qvB=mv2/r解得：q/m =

21、 v/Br(2)由幾何知識(shí)得帶電粒子在磁場(chǎng)B中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角=60,半徑為：R= .3r，則有:EEEE，七七= =T m/3qB解得：Br/3v2解：設(shè)電子在 M、N 兩板間經(jīng)電場(chǎng)加速后獲得的速度為V,由動(dòng)能定理得:1mv2eU2電子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其半徑為r，則:2V evB m r作電子在磁場(chǎng)中的軌跡如圖，由幾何關(guān)系得:(r2 2L) d聯(lián)解式得：B爲(wèi)2)2；u3.解：磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為根據(jù) L=Vt, L=1?Eq2t2m解得:L,離子的質(zhì)量為 m ,2mv：E=qL電量為離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí), 設(shè)半徑為R，滿足:(L-R)2+

22、22=R2解得5LR =82v由根據(jù) qvB=mRmv得 R =qB即5L=mv28qB8mv0解得：B= -5qL趟=10044 解(1)使正離子每經(jīng)過窄縫都被加速，交變電壓的頻率應(yīng)等于離子做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率正離子在磁場(chǎng)中做勻 速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛侖茲力提供向心力2V Bqv m r解得T HqB(2)當(dāng)離子從 D 盒邊緣離開時(shí)速度最大,此時(shí)離子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為D盒的半徑有:qBRm離子獲得的最大動(dòng)能為12-mvm2q2B2R22m(3)離子從 S 點(diǎn)經(jīng)電場(chǎng)加速 1次后，以速度 vi第 1 次進(jìn)入下半盒，由動(dòng)能定理:Uq1mv4 42dB 12),則棒先加速后勻速;m(R r)若.2Fdo丫mF

23、(R r)B2l2(或 Fv2d0B4|4m(R r)2，則棒先減速后勻速。若2Fd0第17頁要使拉力的功率最大，則外電阻R外最大，即 R外= 2Q時(shí):2FR外rPmax=2-2= 0.75WB2L2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:BL此時(shí)電容器兩極板間的電壓為：U1 R1R1r當(dāng)滑動(dòng)觸頭在滑動(dòng)變阻器的最下端時(shí)，R2= 2Q。且當(dāng)導(dǎo)體棒 CD 再次處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，由式得 CD 棒中BL此時(shí)電容器兩極板間的電壓為：U2R2r由于帶電小球恰好能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)有：q mg(ii)V02qVoB = m (12)0解聯(lián)立方程組得軌道的半徑為：r0= 0.0125m11 .解：(1 )由圖象可知，金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)過程

24、中是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為V1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 t2-11,所以金屬框的邊長(zhǎng)l v1(t2t1)(2)在金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，金屬框所受安培力等于重力Q1， 重力對(duì)其做正功， 安培力對(duì)其做負(fù)功， 由動(dòng)能定理得重安=0mg=BI l解得B=1 mgR也一tjl v10解：(1)導(dǎo)體棒 CD 在 F 作用下向左作切割磁感線運(yùn)動(dòng)，在棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BLV。由閉合電路的歐姆定律得導(dǎo)體棒 CD 中的電流為：I -BLV當(dāng)導(dǎo)體棒此時(shí)拉力CD 處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，CD 棒所受合外力為零，即有： F = BILF 的功率為：P= FV解得：P =F2R-r22B L(2)當(dāng)滑動(dòng)觸頭在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí),Ri=

25、1Q,且導(dǎo)體棒 CD 處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，由式得 CD 棒中產(chǎn)生的帶電小球受到平衡力作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即:U1qV0B+qUT=mg產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:F R2r(3)金屬框在進(jìn)入磁場(chǎng)過程中金屬框產(chǎn)生的熱為第18頁Q1= W安Q1= W重=mgl第19頁金屬框在離開磁場(chǎng)過程中金屬框產(chǎn)生的熱為Q2,重力對(duì)其做正功，安培力對(duì)其做負(fù)功，由動(dòng)能定理得/1212W重一W/安=mv3mv22 2Q2=W安線框產(chǎn)生的總熱量 Q = Qi+ Q2122解得：Q 2mg(t2tjm(v2v3)12 解：導(dǎo)體棒 ab 切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv，產(chǎn)生的電流為導(dǎo)體棒受到的安培力為： 導(dǎo)體棒岀磁場(chǎng)時(shí)作勻速運(yùn)動(dòng),

26、F= BIl受力平衡，即mgsin0=F聯(lián)立解得vsin由能量轉(zhuǎn)化守恒得E電=EGEK即E電=mg d0d12sin mv2mgd0d sin2 . 2r sin2B4L413解：(1)當(dāng)方框固定不動(dòng)，U be 間并聯(lián)電阻 R并=啓型框以3=4rV0滑至方框最右側(cè)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，be 兩端的電勢(shì)差Ubc=R并R并+2r+r(3)有：E=BLVo(1)由得 Ube=5 BLV。此時(shí)方框的熱功率 P= (E)2R并+2r+r2. 2 24B l v0R并(5)由(2) (5)得:(2)若方框不固定，當(dāng)p75rU 型框恰好不與方框分離時(shí)速度設(shè)為v,由動(dòng)量守恒可知:(3 m 4m)v由能的轉(zhuǎn)化和守

27、恒可知總熱量Q 為3mv0(3)若方框不固定，設(shè) 由動(dòng)量守恒可知:在 t 時(shí)間內(nèi)相距1212Q=2 3m V0- 2 (3m+4m)v由(7)(8)可知，Q=7 mv02U 型框與方框分離時(shí)速度分別為V1、V2(8)(9)3mv=3mv1+4mv2S 可知：S=(V1-V2)t(10)(11)4s由(10) (11)可知 V1=7 (3v+4ts)、2第20頁14.解：(1)設(shè)導(dǎo)體棒 ab 的質(zhì)量為 mi,下落到最低點(diǎn)的速度為 vi，離開最低點(diǎn)的速度為v1。導(dǎo)體棒 cd 的質(zhì)量為m2，速度為V2，相互作用的時(shí)間為 to導(dǎo)體棒 ab 下落過程和跳起過程都機(jī)械能守恒，則有：12“ - -m1gh1

28、=mv1，解得：V1=. 2ght. 2 10 0.8m/s= 4 m/s12- -m1gh2=m1v1，解得：v1=. 2gh2. 2 10 0.45m/ s= 3 m/s導(dǎo)體棒 ab、cd 在水平面相互作用過程中，由動(dòng)量守恒定律有：(3)電動(dòng)勢(shì)有效值：Em1V1= m1v,+ m2V2，解得：V2=0.1(43)m/s 0.5m/sm20.2(2)設(shè)通過導(dǎo)體棒 ab 電量為 q，在水平方向受安培力作用，由動(dòng)量定理有:BIL tm1v1m1v1， q = I解得：q =m1V1 m1V1心！BL0.2 0.5(3)設(shè)產(chǎn)生的熱能為 Q，由導(dǎo)體棒 ab、cd 系統(tǒng)全過程能量守恒，則有：1212m

29、1gh1= m1gh2+m2v2Q貝U:Q =mug (h1 h2)m2v2= 0.110(0.8 0.45) X0.2(X52J= 0.32J2 2 -1C15.解由于線圈完全處于磁場(chǎng)中時(shí)不產(chǎn)生電熱，所以線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的電熱Q 就是線圈從圖中 2 位置到 4 位置產(chǎn)生的電熱，而 2、4 位置動(dòng)能相同，由能量守恒得：Q=mgd=0.50J3 位置時(shí)線圈速度一定最小，而3 到 4 線圈是自由落體運(yùn)動(dòng)因此有：V02-v2=2g(d-l)，得 v=2 J2m/s2| 22 到 3 是減速過程，因此安培力FB1 V減小，由 F-mg=ma 知加速度減小，到 3 位置時(shí)加速度最小,Ra= 4.1m/s216.解：(1)在圖示位置時(shí)，電動(dòng)勢(shì)有最大值,所以此發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)最大值為:EMnBS(2)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值：eEMcos二感應(yīng)電流函數(shù)表達(dá)式nBS-cos t r電流的有效值為:n BSr)(R、2第21頁R2J222n B S 2(R r)電壓的有效值為:nBSR r(4)發(fā)電機(jī)的輸岀功率為:IU第22頁17 解：根據(jù)題意，題中所給交流的電動(dòng)勢(shì)、原線圈中的電流，均為交流的有效值，應(yīng)用有效值這一概念可把 問題轉(zhuǎn)化