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1、选择题 如图8所示,两根平行放置的竖直导电轨道处于匀强磁场中,轨道平面与磁场方向垂直。当接在轨道间的开关S断开时,让一根金属杆沿轨道下滑(下滑中金属杆始终与轨道保持垂直,且接触良好)。下滑一段时间后,闭合开关S。闭合开关后,金属杆沿轨道下滑的速度—时间图像不可能为


参考答案:D
本题解析:
分析:闭合开关S后,金属杆切割磁感线,产生感应电流,金属杆将受到竖直向上的安培力,安培力可能大于、等于或小于重力,可判断金属杆的运动情况,根据安培力大小与速度大小成正比,分析金属杆的运动情况.
解:A、闭合开关S后,若金属杆所受的安培力与重力大小相等,方向相反,金属杆将做匀速运动.故A正确.
B、闭合开关S后,若金属杆所受的安培力小于重力,金属杆将做加速运动,随着速度增大,安培力增大,金属杆的加速度减小,速度图象的斜率减小.故B正确.
C、闭合开关S后,若金属杆所受的安培力大于重力,金属杆将做减速运动,随着速度减小,安培力减小,金属杆的加速度减小,速度图象的斜率减小.故C正确.
D、由于安培力的大小与速度成正比,速度增大,安培力也增大,则金属杆所受的合力会减小,加速度减小,不可能做匀加速运动.故D错误.
故选D
本题难度:简单
2、计算题 如图所示,在垂直于光滑水平地面的竖直线A1A2的右侧的广阔区域,分布着竖直向上的匀强电场和平行于地面指向读者的匀强磁场。在地面上停放着一辆质量为M的绝缘小车,车的左、右两端竖直固定着一对等大的平行带电极板(构成电容为C的平行板电容器,板距为L),分别带电荷量为+Q和—Q,其中右极板紧靠A1A2线,下端开有一小孔。现有一带正电的小物块(电荷量为q、质量为m),从A1A2线上距右板下端小孔高为H处,以速度 v0水平向右射入电、磁场区域,恰在竖直平面内做圆周运动,且正好从右板下端的小孔切入小车底板的上表面,并立即贴着上表面滑行,但不会与左板相碰。已知小物块与车板面间的动摩擦因数为μ,两极板和小物块的电荷量始终保持不变,当地重力加速度为g。求:
小题1:A1A2线右侧电场的场强E和磁场的磁感应强度B的大小;
小题2:小物块在小车内运动离小车右板的最大距离。
参考答案:
小题1:
小题2:
本题解析:(1)由小物块在竖直平面内做圆周运动可知:
? ①(1分)
解得:
?(1分)
物块在竖直平面内做圆周运动的半径:
? ②(1分)
根据牛顿第二定律及洛伦兹力公式:
? ③(1分)
由以上两式解得:
?(1分)
(2)设两极板间匀强电场的场强为E0,两板间电压为U,则:
?? ④(1分)
? ⑤(1分)
设物块进入小车的加速度大小为a1,方向向右,根据牛顿第二定律:
? ⑥(1分)
设小车的加速度大小为a2,方向向左,根据牛顿第二定律:
? ⑦(1分)
设物块和小车达共同速度所需时间为t,根据运动学公式:
? ⑧(1分)
设物块滑至距右板的最大距离为d,则:
?⑨(1分)
联立以上各式解得:
? ⑩(1分)
本题难度:一般
3、选择题 在如图所示的空间中,存在场强为E的匀强电场,同时存在沿x轴负方向,磁感应强度为B的匀强磁场。一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动,据此可以判断出

[? ]
A.质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能减小,沿着z轴方向电势升高
B.质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能增 91exam .org大,沿着z轴方向电势降低
C.质子所受电场力大小等于evB,运动中电势能不变,沿着z轴方向电势升高
D.质子所受电场力大小等于evB,运动中电势能不变,沿着z轴方向电势降低
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L="0.20" m,在两轨道的左端之间接有一个R=0.10
的电阻。在虚线OO′(OO′垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T。一根质量m=0.10kg的直金属杆
垂直于轨道放在两根轨道上。某时刻杆
以
=2.0m/s且平行于轨道的初速度进入磁场,同时在杆上施加一个水平拉力,使其以
=2.0m/s2的加速度做匀减速直线运动。杆
始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触。杆
和轨道的电阻均可忽略。

(1)请你通过计算判断,在金属杆
向右运动的过程中,杆上所施加的水平拉力的方向;
(2)在金属杆
向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的
时,水平拉力的大小;
(3)从金属杆
进入磁场至速度减为零的过程中,电阻R上发出的热量Q=0.13J,求此过程中水平拉力做的功。
参考答案:(1)杆上所施加的水平拉力的方向始终向左?(2)0.15N(3)-7.0×10-2J
本题解析:(1)金属杆刚进入磁场时,杆中的感应电流

此时,杆
所受的安培力
,方向水平向左
杆
所受的合力
,方向水平向左
在金属杆
向右做匀减速直线运动的过程中,安培力
不断减小
因此,杆上所施加的水平拉力的方向始终向左。
(2)当速度减为
时,电流为
此时杆
所受的安培力
,方向水平向左
根据牛顿第二定律
水平拉力的大小
(3)由动能定理
其中克服安培力做功的数值等于电阻R上发出的热量Q,即
所以
J
本题难度:一般
5、计算题 (10分)如图所示是说明示波器工作原理的示意图,已知两平行板间的距离为d、板长为
.初速度为零的电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场,设电子质量为m、电荷量为e .求:

(1)经电场加速后电子速度v的大小;
(2)要使电子离开偏转电场时的偏转量最大,两平行板间的电压U2应是多大?
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)经电场加速后电子的动能
?(2分)?
则经电场加速后电子的速度为:
(1分)?
(2)电子离开偏转电场偏转角度最大时的偏转量为
电子所受偏转电场的电场力:
(1分)
由牛顿第二定律
(2分)
电子沿偏转电场方向作初速度为零的匀加速直线运动:
?(1分)
(1分)
联立求解,得 :
?(2分)
本题难度:一般