20xx年高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用練習(xí)(參考版)
2025-03-15 03:52本頁(yè)面
【正文】 河北正定中學(xué)高三測(cè)試)如圖所示，在直角三角形ACD所包圍的區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AC邊豎直，CD邊水平，且邊長(zhǎng)AC＝2CD＝2d，在該磁場(chǎng)的右側(cè)處有一對(duì)豎直放置的平行金屬板MN，兩板間的距離為L(zhǎng)，在板中央各有一個(gè)小孔OO2，OO2在同一水平直線上，與平行金屬板相接的是兩條豎直放置的間距也為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌處在水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好，與阻值為R的電阻形成閉合回路(導(dǎo)軌的電阻不計(jì))，整個(gè)裝置處在真空室中．有一束電荷量為＋q，質(zhì)量為m的粒子流(重力不計(jì)，運(yùn)動(dòng)中粒子不會(huì)發(fā)生相撞)，以速率v0從CD邊中點(diǎn)豎直向上射入磁場(chǎng)區(qū)域，射出磁場(chǎng)后能沿O1O2方向進(jìn)入兩平行金屬板間并能從O2孔射出．現(xiàn)由靜止釋放導(dǎo)體棒PQ，其下滑一段距離后開始勻速運(yùn)動(dòng)，此后粒子恰好不能從O2孔射出，而能返回后從磁場(chǎng)的AD邊射出，假設(shè)返回的粒子與入射的粒子不會(huì)相撞．求：(1)在直角三角形ACD內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′；(2)導(dǎo)體棒PQ的質(zhì)量m′；(3)帶電粒子從CD邊進(jìn)入磁場(chǎng)到AD邊射出磁場(chǎng)所用的時(shí)間．【解析】 (1)粒子在ACD磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)，半徑r＝qv0B′＝m所以B′＝(2)粒子剛好不能從O2孔射出，則qU＝mvI＝安培力F＝ILB導(dǎo)體棒勻速時(shí)，F(xiàn)＝m′g解得：m′＝(3)當(dāng)導(dǎo)體棒PQ勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，返回的帶電粒子恰能從AD邊射出，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝＝粒子第一次從進(jìn)入磁場(chǎng)到出磁場(chǎng)的時(shí)間t1＝＝出磁場(chǎng)到進(jìn)電場(chǎng)前做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2＝進(jìn)入電場(chǎng)中做勻減速運(yùn)動(dòng)，由直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得：L＝t3，t3＝再反向加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與t3相同，粒子再次進(jìn)入磁場(chǎng)中將向上偏轉(zhuǎn)，由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可以判斷粒子在AD邊上的出射點(diǎn)剛好是AD邊的中點(diǎn)，轉(zhuǎn)過的圓心角為90176。Δt＝Δt＝＝＝.此過程中產(chǎn)生的電能U＝mv2－m()2＝mv2.【答案】 AC二、論述、計(jì)算題(本題共3小題，共40分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、計(jì)算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確數(shù)值和單位)11．如圖所示，導(dǎo)線框abcdef的質(zhì)量為m，電阻為r，ab邊長(zhǎng)為l1，cd邊長(zhǎng)為，bc、其水平邊界為PQ，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里．使線框從靜止開始下落，下落過程中ab邊始終水平，且cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)前的某一時(shí)刻，線框已開始勻速運(yùn)動(dòng)．重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力．(1)求cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間線框的加速度；(2)此后，當(dāng)ef邊進(jìn)入磁場(chǎng)前的某一時(shí)刻，線框又開始勻速下落，求從cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1