高考物理壓軸題及高中物理初賽難題匯集一-資料下載頁
2025-04-17 13:06本頁面
【正文】 m，帶電量為+q的粒子從圓心O處沿某一方向以速度飛出，已知圓M 的半徑為R， 圓N的半徑為，粒子重力不計。已知粒子進(jìn)入磁場后沿順針方向偏轉(zhuǎn)。求： （1）磁場的方向是垂直于紙面向里還是向外的？（2）若粒子能再次經(jīng)過圓心O，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度至少為多大？（3）若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度保持為（2）的大小，求粒子從圓心O飛出到再次過圓心且速度與初速度方向相同所用的時間。 解析：（1）由左手定則得：磁場方向垂直于紙面向外。（2）粒子能再次經(jīng)過圓心O，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小時，粒子運(yùn)動軌跡與圓N相切，軌跡如圖。設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r。由幾何知識可知： ① 設(shè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值為B，由洛侖茲力公式及勻速圓周運(yùn)動規(guī)律得： ② 聯(lián)立①②解得： ③ （3）由幾何知識可知： ④粒子從C點(diǎn)進(jìn)入磁場到從D離開磁場，粒子轉(zhuǎn)過的角度為 即個圓周 ⑤由幾何知識可知粒子從圓心O飛出到第一次過圓心且速度與初速度方向相同所運(yùn)動的軌跡如圖所示，運(yùn)動的時間為： ⑥ ⑦聯(lián)立①⑥⑦解得： ⑧1如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷，電荷量均為Q，其中A帶正電荷，B帶負(fù)電荷，A、B相距為2d。MN是豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿，另有一個穿過細(xì)桿的帶電小球P，質(zhì)量為m、電荷量為+q(可視為點(diǎn)電荷)，現(xiàn)將小球P從與點(diǎn)電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球P向下運(yùn)動到距C點(diǎn)距離為d的D點(diǎn)時，速度為v。已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g，若取無限遠(yuǎn)處的電勢為零，試求：（1）在A、B所形成的電場中，C的電勢φC。 （2）小球P經(jīng)過D點(diǎn)時的加速度。（3）小球P經(jīng)過與點(diǎn)電荷B等高的E點(diǎn)時的速度。 解析：（1）由等量異種電荷形成的電場特點(diǎn)可知，D點(diǎn)的電勢與無限遠(yuǎn)處電勢相等，即D點(diǎn)電勢為零。小球P由C運(yùn)動到D的過程，由動能定理得： ① ② ③（2）小球P經(jīng)過D點(diǎn)時受力如圖：由庫侖定律得： ④由牛頓第二定律得： ⑤ ⑥（3）小球P由D運(yùn)動到E的過程，由動能定理得： ⑦由等量異種電荷形成的電場特點(diǎn)可知： ⑧聯(lián)立①⑦⑧解得： ⑨1如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場中，用長為L的絕緣細(xì)線拴住一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球，線的上端固定，開始時連線帶球拉成水平，突然松開后，小球由靜止開始向下擺動，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60176。角時的速度恰好為零。問： （1）電場強(qiáng)度E的大小為多少？（2）A、B兩點(diǎn)的電勢差UAB為多少？（3）當(dāng)懸線與水平方向夾角為多少時，小球速度最大？最大為多少？解析：（1）小球從A→B由動能定理有：（2）AB兩點(diǎn)電壓u=Ed，d=L(1cos60176。) （3）當(dāng)沿切線方向合力為O時，速度最大。由動能定理得： 圖Ⅰ131“加速度計”作為測定運(yùn)動物體加速度的儀器，已被廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、潛艇、航天器等裝置的制導(dǎo)系統(tǒng)中，如圖Ⅰ13所示是“應(yīng)變式加速度計”的原理圖，支架 A、B 固定在待測系統(tǒng)上，滑塊穿在 A、B 間的水平光滑桿上，并用輕彈簧固定于支架 A 上，隨著系統(tǒng)沿水平做變速運(yùn)動，滑塊相對于支架發(fā)生位移，滑塊下端的滑動臂可在滑動變阻器上相應(yīng)地自由滑動，并通過電路轉(zhuǎn)換為電信號從 2 兩接線柱輸出.已知：滑塊質(zhì)量為 m，彈簧勁度系數(shù)為 k，電源電動勢為 E，內(nèi)阻為 r，滑動變阻器的電阻隨長度均勻變化，其總電阻 R = 4 r，有效總長度 L，當(dāng)待測系統(tǒng)靜止時，2 兩接線柱輸出的電壓 U0 = E，取 A 到 B 的方向?yàn)檎较?（1）確定“加速度計”的測量范圍.（2）設(shè)在2 兩接線柱間接入內(nèi)阻很大的電壓表，其讀數(shù)為 U，導(dǎo)出加速度的計算式.（3）試在2 兩接線柱間接入內(nèi)阻不計的電流表，其讀數(shù)為 I，導(dǎo)出加速度的計算式.解析：（1）當(dāng)待測系統(tǒng)靜止時，2 接線柱輸出的電壓 U0 =R12..由已知條件 U0 = ：R12 = 2r，此時滑片 P 位于變阻器中點(diǎn)..待測系統(tǒng)沿水平方向做變速運(yùn)動分加速運(yùn)動和減速運(yùn)動兩種情況，彈簧最大壓縮與最大伸長時刻，P點(diǎn)只能滑至變阻器的最左端和最右端，故有：a1 =.. a2 =..所以加速度計的測量范圍為［］..（2）當(dāng)2兩接線柱接電壓表時，設(shè)P由中點(diǎn)向左偏移 x，則與電壓表并聯(lián)部分的電阻 R1 =（ x）.. 由閉合電路歐姆定律得：I =..故電壓表的讀數(shù)為：U = IR1..根據(jù)牛頓第二定律得：kx = ma..建立以上四式得：a = ..（3）當(dāng)2 兩接線柱接電流表時，滑線變阻器接在 2 x，變阻器接入電路的電阻為：R2 =（ + x） 由閉合電路歐姆定律得：ε=I(R2 +r)根據(jù)牛頓第二定律得：kx = m a聯(lián)立上述三式得：a= 完美DOC格式
教學(xué)教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1