計算題答案(四)

1.【解析】：解：（1）水平拉時，根據牛頓第二定律有：F﹣μmg=ma，右上拉時，根據牛頓第二定律得，F(xiàn)cos60°﹣μ（mg﹣Fsin60°）=ma，聯(lián)立上述兩式，代入數(shù)據解得μ=．（2）時間t最小，則要求加速度最大，即F最大物塊沿水平面運動則F的豎直分力不超過重力F最大滿足mg=F，根據，s=得，代入數(shù)據解得t=s3.【解析】：解：（1）cd在磁場中時，ab棒的電流方向為b到aE=BLv=0.2×2×5=2VR====0.5ΩIab===A當ab在磁場中時，ab棒的電流方向為a到b，Iab===4A．（2）當cd、ab分別在磁場中時，回路產生的熱量Q總=2Q1=2=2×=3.2J，即克服安培力做的功為3.2J根據動能定理，得到WF+2mg（l+h）﹣W安=0，WF=﹣2mg（l+h）+W安=﹣2×0.1×10（1+2）+3.2=﹣2.8J（3）當撤去外力后cd棒勻速出磁場，此時對兩棒，根據平衡條件2mg=Fcd安，2mg=解得v2===6.25m/s根據動能定理，得到2mgh﹣W安=×2mv2﹣W安=2mgh﹣×2mv2=2×0.1×10×1×2×0.1×52=0.6JQ總=﹣W安=IR總t=?所以R0上產生的熱量為Q=（）2R0t=I?2rt==J=0.08J3.【解析】：解：（1）根據位移時間公式得，L=，即解得a=3m/s2．B點的速度vB=v0+at=2+3×2m/s=8m/s．根據牛頓第二定律得，F(xiàn)cos30°﹣f﹣mgsin30°=ma，f=μN，N+Fsin30°=mgcos30°，聯(lián)解代入數(shù)據得到，F(xiàn)=．（2）F做功最小的話，沒有摩擦力做功且減速到B點速度為零，根據動能定理得，，解得=0.4×=19.2J．答：（1）物塊到達B點時速度的大小為8m/s；拉力F的大小為4.5N．（2）最小功為19.2J4.【解析】：解：（1）設金屬棒OA在△t時間內掃過的面積為△S，則：磁通改變量為：根據法拉第電磁感應定律得到為：（2）根據右手定則知：ab中的電流方向為b→a，ab相當于電源，電動勢：=1.6V電路總電阻為：=0.4Ω通過ab中的電流：=4A（3）后輪轉速n=2r/s，后輪角速度為：ω=4πrad/s，車速為：v=r1ω=1.6πm/s電動勢為：=0.64πV，總的電功率為：P總==W總的焦耳熱為：Q=P總（t）=409.6π2=4.04×103J克服阻力做功為：Wf=Ff?s=Ff?vt=3.016×104J一共需要做功為：W總=Wf+Q=3.42×104J；5.【答案】（1）4N（2）（3）【解析】試題分析：（1）若沒有推力F，滑塊靜止于圓柱體上時，則擋板對滑塊的彈力大小等于圓柱體對滑塊的摩擦力的學科網大?。海?）圓柱體邊緣的線速度為：v1=ωr=2m/s，某時刻t物體沿水平方向的速度v=at=2t；此時物體A相對圓柱體的速度為：，6.【答案】（1）1s（2）【解析】試題分析：（1）物品在到達與傳送帶速度v=4m/s相等時，做勻加速直線運動，解得：a1=8m/s2由v=a1t1解得t1=0.5s7.【答案】（1）3.5N；（2）5nπ（rad/s）（n=1，2，3…）；（3），小物塊能到達最高點E點．【解析】試題分析：（1）A到B：（1分）②若能到達E點，臨界要求臨界（2分）假定能夠到達，則從飛入到E點由動能定理：得，即能夠到達E點。（2分）5.如圖所示，在足夠長的絕緣板上方距離為d的P點有一個粒子發(fā)射源，能夠在紙面內向各個方向發(fā)射速率相等，比荷q／m=k的帶正電的粒子，不考慮粒子間的相互作用和粒子重力。

（1）若已知粒子的發(fā)射速率為vo，在絕緣板上方加一電場強度大小為E、方向豎直向下的勻強電場，求同一時刻發(fā)射出的帶電粒子打到板上的最大時間差；（2）若已知粒子的發(fā)射速率為vo，在絕緣板的上方只加一方向垂直紙面，磁感應強度B=的勻強磁場，求帶電粒子能到達板上的長度。（3）若粒子的發(fā)射速率vo未知，在絕緣板的上方只加一方向垂直紙面，磁感應強度適當?shù)膭驈姶艌觯沽Ｗ幼鰣A周運動的運動半徑大小恰好為d，為使同時發(fā)射出的粒子打到板上的最大時間差與（1）中相等，求vo的大小。左側最遠處離C距離為d,右側離C最遠處為帶電粒子能到達板上的長度為（3）設此時粒子出射速度的大小為v0在磁場中運動時間最長和最短的粒子運動軌跡示意圖如下：考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動如圖所示，平行板電容器電容為C，帶電量為Q，板長為l，板間距為d。一不計重力的帶電粒子，緊貼電容器上極板沿水平方向以速度v0射入電容器，恰好從下極板右端A點飛出。求：(1)電容器內電場強度E的大小。(2)電粒子的比荷(3)若將電容器右端截去一段，充電后帶電量仍為Q，仍使粒子以原方式進入電容器，最后粒子軌跡恰好經過原來A點正下方d/8處，求電容器被截去的長度。（已知，K是常量，S為極板正對面積，d是極板間距離）。16．（1）解：由電容定義有：…………（1分）又：…………（1分）所以：…………（1分）解：帶電粒子在電場中運動可知：…………（1分）…………（1分）聯(lián)立得：…………（1分）解：設截去的部分長為Ｌ，又因為則有…………（1分）…………（1分）…………（1分）…………（1分）…………（1分）…………（1分）…………（1分）…………（1分）聯(lián)立以上式子得：…………（2分）1.如圖所示，傳送帶始終以恒定速度V勻速運動，在其中部存在寬度為3L、大小為B、方向豎直向上的勻強磁場?，F(xiàn)將邊長為L、質量為m、電阻為R的正方形線圈無初速地放到傳送帶左端，經過一段時間，線圈達到與傳送帶相同的速度。當一個線圈剛好開始勻速運動時，下一個線圈恰好放到傳送帶上。線圈勻速運動后，相鄰兩個線圈的間隔為L，且線圈均以速度V通過磁場。假設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。求：（1）每個線圈通過磁場區(qū)域產生的熱量Q；（2）要實現(xiàn)上述傳送過程，磁感應強度B的大小應滿足什么條件？（用題中的m、R、L、V表示）（3）電動機對傳送帶做功的功率P?36．解：（1）每個線圈穿過磁場過程中有電流的運動距離為2L經歷的時間①產生的電動勢E＝BLV②線圈中產生的電流③穿過磁場的產生熱量④解得Q＝eq\f(2B2L3v,R)⑤（2）為保持線圈通過磁場過程中不產生滑動，安培力必須不超過滑動摩擦力，應有F≤f⑥安培力F=BIL⑦設線圈從放到傳送帶到與傳送帶具有相同速度經歷的時間為T，則對線圈由牛頓定律得f=ma⑧由速度公式得⑨傳送帶和線圈的速度與時間關系如圖所示⑩由圖知聯(lián)立式，解得B≤（3）電動機在T時間對傳送帶做的功W=PT根據能量守恒定律其中，摩擦產生的熱為Q摩擦＝f·s相對＝fL線圈中焦耳熱聯(lián)立式，得2.如圖所示，兩個帶正電的小球A、B套在一個傾斜的光滑直桿上，兩球均可視為點電荷，其中A球固定，帶電量QA＝2′10-4C，B球的質量為m＝0.1kg。以A為坐標原點，沿桿向上建立直線坐標系，B球的總勢能隨位置x的變化規(guī)律如圖中曲線Ⅰ所示，直線Ⅱ為曲線I的漸近線。圖中M點離A點距離為6m。（g取10m/s2，靜電力恒量k＝9.0′109N?m2/C2（1）求桿與水平面的夾角θ；（2）求B球的帶電量QB；（3）求M點電勢φM；（4）若B球以Ek0＝4J的初動能從M點開始沿桿向上滑動，求B球運動過程中離A球的最近距離及此時B球的加速度。（5）在圖（乙）中畫出當B球的電量變成-2QB時的總勢能隨位置x的變化規(guī)律曲線。

3.．真空中放置的平行金屬板可以用作光電轉換裝置，如圖所示，光照前兩板都不帶電，以光照射A板，則板中的電子可能吸收光的能量而逸出。假設所有逸出的電子都垂直于A板向B板運動，忽略電子之間的相互作用，保持光照條件不變，a和b為接線柱。已知單位時間內從A板逸出的電子數(shù)為N，電子逸出時的最大動能為，元電荷為e。（1）求A板和B板之間的最大電勢差，以及將a、b短接時回路中的電流Im。（2）圖示裝置可看作直流電源，求其電動勢E和內阻r.（3）在a和b之間連接一個外電阻時，該電阻兩端的電壓為U，外電阻上消耗的電功率設為P;單位時間內到達B板的電子，在從A板運動到B板的過程中損失的動能之和設為，請推導證明：.(注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題中做必要的說明)14．【答案】(1)，(2)，（3）【考點定位】光電效應、閉合電路歐姆定律、電流的微觀解釋、電場?！疽?guī)律總結】本題主要利用電場、電路和光電效重在考查推理能力。4.做磁共振檢查時，對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產生感應電流。某同學為了估算該感應電流對肌肉組織的影響，將包裹在骨骼上一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑r=5.0cm，線圈導線的橫截面積A=0.80cm2，電阻率，如圖所示，勻強磁場方向與線圈平面垂直，若磁感應強度B在0.3s內從1.5T均勻地減小為零，求（計算結果保留一位有效數(shù)字）（1）該圈肌肉組織的電阻R；（2）該圈肌肉組織中的感應電動勢E；（3）0.3s內該圈肌肉組織中產生的熱量Q。15．【答案】（1）6×103Ω（2）4×10-2V（3）8×10-8J【學科網考點】考查感應電動勢5.如圖17（a）所示，平行長直金屬導軌水平放置，間距L＝0.4m，導軌右端接有阻值R＝1Ω的電阻，導體棒垂直放置在導軌上，且接觸良好，導體棒及導軌的電阻均不計，導軌間正方形區(qū)域abcd內有方向豎直向下的勻強磁場，bd連線與導軌垂直，長度也為L，從0時刻開始，磁感應強度B的大小隨時間t變化，規(guī)律如圖17（b）所示；同一時刻，棒從導軌左端開始向右勻速運動，1s后剛好進入磁場，若使棒在導軌上始終以速度v＝1m/s做直線運動，求：⑴棒進入磁場前，回路中的電動勢E；⑵棒在運動過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形abd區(qū)域時電流i與時間t的關系式。16．【答案】⑴E＝0.04V；⑵Fm＝0.04N，i＝t－1（其中，1s≤t≤1.2s）。【考點定位】法拉第電磁感應定律的理解與應用、電磁感應的綜合應用?！痉椒记伞孔⒁鈪^(qū)分感生電動勢與動生電動勢的不同計算方法，充分理解B-t圖象的含義。6.一臺質譜儀的工作原理如圖所示，電荷量均為+q、質量不同的離子飄入電壓為U0的加速電場，其初速度幾乎為零，這些離子經過加速后通過狹縫O沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，最后打在底片上，已知放置底片區(qū)域已知放置底片的區(qū)域MN=L，且OM=L。某次測量發(fā)現(xiàn)MN中左側2/3區(qū)域MQ損壞，檢測不到離子，但右側1/3區(qū)域QN仍能正常檢測到離子.在適當調節(jié)加速電壓后，原本打在MQ的離子即可在QN檢測到.（1）求原本打在MN中點P的離子質量m；（2）為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域，求加速電壓U的調節(jié)范圍；（3）為了在QN區(qū)域將原本打在MQ區(qū)域的所有離子檢測完整，求需要調節(jié)U的最少次數(shù)。（?。唬?0．【答案】（1）（2）（3）3次7.質量為m的小球在豎直向上的恒定拉力作用下，由靜止開始從水平地面向上運動，經一段時間，拉力做功為W，此后撤去拉力，球又經相同時間回到地面，以地面為零勢能面，不計空氣阻力。求：（1）球回到地面時的動能；（2）撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F；（3）球動能為W/5時的重力勢能。13．【答案】（1）W；（2）；（3）或8.．如圖所示，彈簧的一端固定，另一端連接一個物塊，彈簧質量不計，物塊（可視為質點）的質量為m，在水平桌面上沿x軸轉動，與桌面間的動摩擦因數(shù)為，以彈簧原長時物塊的位置為坐標原點O，當彈簧的伸長量為x時，物塊所受彈簧彈力大小為F=kx，k為常量。（1）請畫出F隨x變化的