歷年高考物理易錯題匯編-電磁感應現(xiàn)象的兩類情況練習題及詳細答案(編輯修改稿)
2025-04-01 23:43 本頁面
【文章內容簡介】 理：線圈從最高點落至進入磁場瞬間：聯(lián)立解得：(3)線框在向上通過磁場過程中，由能量守恒定律有：而解得：即線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為【點睛】此類問題的關鍵是明確所研究物體運動各個階段的受力情況，做功情況及能量轉化情況，選擇利用牛頓運動定律、動能定理或能的轉化與守恒定律解決針對性的問題，由于過程分析不明而易出現(xiàn)錯誤.8．“801所”設計的磁聚焦式霍爾推進器可作為太空飛船的發(fā)動機，其原理如下：系統(tǒng)捕獲宇宙中大量存在的等離子體(由電量相同的正、負離子組成)經(jīng)系統(tǒng)處理后，從下方以恒定速率v1向上射入有磁感應強度為B垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域Ⅰ內．當柵極MN、PQ間形成穩(wěn)定的電場后，自動關閉區(qū)域Ⅰ系統(tǒng)(關閉粒子進入通道、撤去磁場B1)．區(qū)域Ⅱ內有磁感應強度大小為B垂直紙面向外的勻強磁場，磁場右邊界是直徑為D、與上下極板相切的半圓(圓與下板相切于極板中央A)．放在A處的放射源能夠向各個方向均勻發(fā)射速度大小相等的氙原子核，氙原子核經(jīng)過該區(qū)域后形成寬度為D的平行氙粒子束，經(jīng)過柵極MN、PQ之間的電場加速后從PQ噴出，在加速氙原子核的過程中探測器獲得反向推力(不計氙原子核、等離子體的重力，不計粒子之間相互作用于相對論效應)．已知極板長RM=2D，柵極MN和PQ間距為d，氙原子核的質量為m、電荷量為q，求：(1)氙原子核在A處的速度大小v2；(2)氙原子核從PQ噴出時的速度大小v3；(3)因區(qū)域Ⅱ內磁場發(fā)生器故障，導致區(qū)域Ⅱ中磁感應強度減半并分布在整個區(qū)域Ⅱ中，求能進入?yún)^(qū)域Ⅰ的氙原子核占A處發(fā)射粒子總數(shù)的百分比．【答案】（1） （2） （3） 【解析】【分析】【詳解】（1）離子在磁場中做勻速圓周運動時： 根據(jù)題意，在A處發(fā)射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成寬度為D的平行氙原子核束，即 則： （2）等離子體由下方進入?yún)^(qū)域I后，在洛倫茲力的作用下偏轉，當粒子受到的電場力等于洛倫茲力時，形成穩(wěn)定的勻強電場，設等離子體的電荷量為 ，則 即 氙原子核經(jīng)過區(qū)域I加速后，離開PQ的速度大小為 ，根據(jù)動能定理可知：其中電壓 聯(lián)立可得（3）根據(jù)題意，當區(qū)域Ⅱ中的磁場變?yōu)橹?，根?jù)可知，①根據(jù)示意圖可知，沿著AF方向射入的氙原子核，恰好能夠從M點沿著軌跡1進入?yún)^(qū)域I，而沿著AF左側射入的粒子將被上極板RM擋住而無法進入?yún)^(qū)域I．該軌跡的圓心O1，正好在N點，所以根據(jù)幾何關系關系可知，此時；②根據(jù)示意圖可知，沿著AG方向射入的氙原子核，恰好從下極板N點沿著軌跡2進入?yún)^(qū)域I，而沿著AG右側射入的粒子將被下極板SN擋住而無法進入?yún)^(qū)域I．，所以此時入射角度．根據(jù)上述分析可知，只有這個范圍內射入的粒子還能進入?yún)^(qū)域I．該區(qū)域的粒子占A處總粒子束的比例為9．如圖，水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導軌，導軌間距為l，電阻不計，左側接有定值電阻R，質量為m、電阻為r的導體桿，以初速度v0沿軌道滑行，在滑行過程中保持與軌道垂直且接觸良好，整個裝置處于方向豎直向上，磁感應強度為B的勻強磁場中。宏觀規(guī)律與微觀規(guī)律有很多相似之處，導體桿速度的減小規(guī)律類似于放射性元素的半衰期，理論上它將經(jīng)過無限長的時間衰減完有限的速度。（1）求在桿的速度從v0減小到的過程中：①電阻R上產(chǎn)生的熱量；②通過電阻R的電量；（2）①證明桿的速度每減小一半所用的時間都相等；②若桿的動能減小一半所用時間為t0，則桿的動量減小一半所用時間是多少？【答案】（1）①，② ；（2）①，②2t0?！窘馕觥俊驹斀狻?1)①設電路中產(chǎn)生的熱量為Q，由能量守恒定律串聯(lián)電路中，產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，可得QR＝Q解得電阻R產(chǎn)生的熱量為；②設該過程所用時間為t，由動量定理其中解得通過R的電量為：；(2)①設某時刻桿的速度為v(從v0開始分析亦可)，則感應電動勢E＝Blv，感應電流I＝，安培力F＝BIl＝在很短時間Δt內，由動量定理FΔt＝mΔv，(Δv為速度變化絕對值)可得所以在任意短時間內速度變化的比例為由于為定值，可見任何相等時間內速度變化的比例都相等。所以從任何時刻開始計算，速度減小一半所用時間都相等。②桿的動能減小一半，其速度v減小為，所用時間為t0，由①中分析可得，桿的速度從再減小到所用時間仍為t0，
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