【文章內(nèi)容簡介】 強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好。已知某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求： （1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? （2）燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動速率。（2011全國）25．（19分）（注意：在試卷上作答無效）如圖，與水平面成45176。角的平面MN將空間分成I和II兩個區(qū)域。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的粒子以速度從平面MN上的點(diǎn)水平向右射入I區(qū)。粒子在I區(qū)運(yùn)動時(shí)，只受到大小不變、方向豎直向下的電場作用，電場強(qiáng)度大小為E；在II區(qū)運(yùn)動時(shí)，只受到勻強(qiáng)磁場的作用，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里。求粒子首次從II區(qū)離開時(shí)到出發(fā)點(diǎn)的距離。粒子的重力可以忽略。（2011山東）25．（18分）扭擺器是同步輻射裝置中的插入件，能使粒子的運(yùn)動軌跡發(fā)生扭擺。其簡化模型如圖Ⅰ、Ⅱ兩處的條形均強(qiáng)磁場區(qū)邊界豎直，相距為L,磁場方向相反且垂直紙面。一質(zhì)量為m、電量為q、重力不計(jì)的粒子，從靠近平行板電容器MN板處由靜止釋放，極板間電壓為U,粒子經(jīng)電場加速后平行于紙面射入Ⅰ區(qū)，射入時(shí)速度與水平方向夾角（1）當(dāng)Ⅰ區(qū)寬度L1=L、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=B0時(shí)，粒子從Ⅰ區(qū)右邊界射出時(shí)速度與水平方向夾角也為，求B0及粒子在Ⅰ區(qū)運(yùn)動的時(shí)間t0（2）若Ⅱ區(qū)寬度L2=L1=L磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2=B1=B0，求粒子在Ⅰ區(qū)的最高點(diǎn)與Ⅱ區(qū)的最低點(diǎn)之間的高度差h（3）若L2=L1=L、B1=B0，為使粒子能返回Ⅰ區(qū)，求B2應(yīng)滿足的條件（4）若，且已保證了粒子能從Ⅱ區(qū)右邊界射出。為使粒子從Ⅱ區(qū)右邊界射出的方向與從Ⅰ區(qū)左邊界射出的方向總相同，求BBLL之間應(yīng)滿足的關(guān)系式。（2011四川）24.（19分）如圖所示，間距l(xiāng)=，在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角=的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=、方向豎直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場。電阻R=、質(zhì)量m1=、長為 的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在bb2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動且始終接觸良好。一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2=。已知小環(huán)以a=6 m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長。取g=10 m/s2，sin=，cos=。求 （1）小環(huán)所受摩擦力的大小； （2）Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率（2011四川）25.（20分）如圖所示：正方形絕緣光滑水平臺面WXYZ邊長=，距地面h=。平行板電容器的極板CD間距d=，C板位于邊界WX上，D板與邊界WZ相交處有一小孔。電容器外的臺面區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場。電荷量q=51013C的微粒靜止于W處，在CD間加上恒定電壓U=，板間微粒經(jīng)電場加速后由D板所開小孔進(jìn)入磁場（微粒始終不與極板接觸），然后由XY邊界離開臺面。在微粒離開臺面瞬時(shí)，靜止于X正下方水平地面上A點(diǎn)的滑塊獲得一水平速度，在微粒落地時(shí)恰好與之相遇。假定微粒在真空中運(yùn)動、極板間電場視為勻強(qiáng)電場，滑塊視為質(zhì)點(diǎn)，滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)=，取g=10m/s2（1）求微粒在極板間所受電場力的大小并說明兩板地極性； （2）求由XY邊界離開臺面的微粒的質(zhì)量范圍； （3）若微粒質(zhì)量mo=11013kg，求滑塊開始運(yùn)動時(shí)所獲得的速度。（2011天津）11．（18分）如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距離為l=，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30176。角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m=，電阻均為R=，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動，而棒cd恰好能夠保持靜止。取g=10m/s2，問 （1）通過棒cd的電流I是多少，方向如何？ （2）棒ab受到的力F多大？ （3）棒cd每產(chǎn)生Q=，力F做的功W是多少？（2011天津）12．（20分）回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。（1）當(dāng)今醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子。碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時(shí)還產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程。若碳11的半衰期t為20min，？（結(jié)果取2位有效數(shù)字）（2）回旋加速器的原理如圖，D1和D2是兩個中空的半徑為R的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為f的交流電源上，位于D1圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子（初速度可忽略，重力不計(jì)），它們在兩盒之間被電場加速，DD2置于盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時(shí)的平均功率為P，求輸出時(shí)質(zhì)子束的等效電流I與P、 B、R、f的關(guān)系式（忽略質(zhì)子在電場中的運(yùn)動時(shí)間，其最大速度遠(yuǎn)小于光速）。（3）試推理說明：質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動時(shí)，隨軌道半徑r的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差△r是裝置大、減小還是不變？（2011新課標(biāo)）25．（19分）如圖，在區(qū)域I（0≤x≤d）和區(qū)域II（d≤x≤2d）內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。一質(zhì)量為m、帶電荷量q（q＞0）的粒子a于某時(shí)刻從y軸上的P點(diǎn)射入?yún)^(qū)域I，其速度方向沿x軸正向。已知a在離開區(qū)域I時(shí)，速度方向與x軸正方向的夾角為30176。；此時(shí)，另一質(zhì)量和電荷量均與a相同的粒子b也從p點(diǎn)沿x軸正向射入?yún)^(qū)域I，其速度大小是a的1/3。不計(jì)重力和兩粒子之間的相互作用力。求（1）粒子a射入?yún)^(qū)域I時(shí)速度的大小；（2）當(dāng)a離開區(qū)域II時(shí)，a、b兩粒子的y坐標(biāo)之差。(2011浙江)23．（16分）如圖甲所示，在水平面上固定有長為m、寬為m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。在時(shí)刻，質(zhì)量為kg的導(dǎo)體棒以m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為/m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響（取m/s2）。（1）通過計(jì)算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動情況；（2）計(jì)算4s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；（3）計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。(2011浙江)25．（22分）如圖甲所示，靜電除塵裝置中有長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面板使用絕緣材料，上下面板使用金屬材料。圖乙是裝置的截面圖，上、下兩板與電壓恒定的高壓直流電源相連。質(zhì)量為m、電荷量為q、分布均勻的塵埃以水平速度進(jìn)入矩形通道、當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和，同時(shí)被收集。通過調(diào)整兩板間距d可以改變收集效率。當(dāng)d=時(shí)，為81%（即離下板0．81范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集）。不過塵埃的重力及塵埃之間的相互作用：（1）求收集效率為100%時(shí)，兩板間距的最大值d；（2）求收集效率為與兩板間距d 的函數(shù)關(guān)系；（3）若單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)為n，求穩(wěn)定工作時(shí)單位時(shí)間下板收集的塵埃量與兩板之間d的函數(shù)關(guān)系，并繪出圖線。 （2011重慶）23．（16分）有人設(shè)計(jì)了一種可測速的跑步機(jī)，測速原理如題23圖所示，該機(jī)底面固定有間距為、長度為的平行金屬電極。電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且接有電壓表和電阻,絕緣橡膠帶上鍍有間距為的平行細(xì)金屬條，磁場中始終僅有一根金屬條，且與電極接觸良好，不計(jì)金屬電阻，若橡膠帶勻速運(yùn)動時(shí)，電壓表讀數(shù)為,求： （1）橡膠帶勻速運(yùn)動的速率； （2）電阻R消耗的電功率； （3）一根金屬條每次經(jīng)過磁場區(qū)域克服安培力做的功。（2011重慶）25．（19分）某儀器用電場和磁場來控制電子在材料表面上方的運(yùn)動，如題25圖所示，材料表面上方矩形區(qū)域PP39。N39。N充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場，寬為d；矩形區(qū)域NN39。M39。M充滿垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，長為3s，寬為s；NN39。為磁場與電場之前的薄隔離層。一個電荷量為e、質(zhì)量為m、初速為零的電子，從P點(diǎn)開始被電場加速經(jīng)隔離層垂直進(jìn)入磁場，電子每次穿越隔離層，運(yùn)動方向不變，其動能損失是每次穿越前動能的10%，最后電子僅能從磁場邊界M39。N39。飛出。不計(jì)電子所受重力。（1）求電子第二次與第一次圓周運(yùn)動半徑之比； （2）求電場強(qiáng)度的取值范圍； （3）A是的中點(diǎn)，若要使電子在A、間垂直于A飛出，求電子在磁場 (2011海南)16．如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長直光滑金屬導(dǎo)軌，MN和是兩根用細(xì)線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m。豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接觸；兩桿的總電阻為R，導(dǎo)軌間距為。整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為g。在t=0時(shí)刻將細(xì)線燒斷，保持F不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好。求 （1）細(xì)線燒斷后，任意時(shí)刻兩桿運(yùn)動的速度之比； （2）兩桿分別達(dá)到的最大速度。（2011江蘇）15．(16分)某種加速器的理想模型如題151圖所示：兩塊相距很近的平行小極板中間各開有一小孔a、b，兩極板間電壓uab的