第29屆全國中學(xué)生物理競賽決賽試題及答案(word版)-展示頁
2025-01-18 07:38本頁面
【正文】 答案 第 12 頁 共 21 頁 五、 (20分 ) 如圖所示，一半徑為 R的輕質(zhì)絕緣塑料薄圓盤水平放置，可繞過圓盤中心的豎直固定軸無摩擦地自由轉(zhuǎn)動．一半徑為 a的輕質(zhì)小圓線圈 (aR)固定在盤面上，圓線圈與圓盤共軸．在盤邊緣處等間隔地固定 4個質(zhì)量均為 m 的帶正電的金屬小球，每個小球所帶電荷量均為 q．此裝置處在一磁感應(yīng)強度大小為 B0、方向豎直向上的均勻強磁場中．初始時圓盤靜止，圓線圈中通有恒定電流 I．方向沿順時針方向 (從上往下看 )．若切斷圓線圈中的電流，則圓盤將發(fā)生 轉(zhuǎn)動．求薄圓盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動后，圓盤在水平方向?qū)γ總€金屬球小的作用力的大?。僭O(shè)金屬小球可視為質(zhì)點，不計小圓線圈的自感和帶電金屬小球因運動所產(chǎn)生的磁場． 已知固定在圓盤面上的半徑為 a、通有電流 I的圓線圈在圓盤面內(nèi)、距線圈圓心的距離為 r 處 (ra)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度的大小為B=322r Iakm ?，式中 km為已知常量，當(dāng)線圈中的電流沿順時針方向時，磁場方向垂直于圓盤平面且豎直向上．靜電力常量為 ke． 第 29屆物理決賽試題及答案 第 13 頁 共 21 頁 第 29屆物理決賽試題及答案 第 14 頁 共 21 頁 第 29屆物理決賽試題及答案 第 15 頁 共 21 頁 六、 (15分 ) 如圖， 一 水平放置的剛性密閉氣缸，缸壁是 絕熱的，活塞把氣缸內(nèi)空間分為兩個體積相同的密閉室 A和 B．活塞由一層熱容量很小 (略去其影響 )、導(dǎo)熱良好的材料 (與氣缸壁有摩擦 )和一薄層絕熱材料 (與氣缸壁沒有摩擦 )壓制而成，絕熱層在 A 室 一 側(cè)．初始時， A 室和 B 室充有絕對溫度均為 T0的同種多原子分子理想氣體， A 室氣體壓強是 B 室氣體壓強的 4倍．現(xiàn)釋放活塞，活塞由于其導(dǎo)熱部分與汽缸壁之間存在摩擦而運動緩慢，最后停止在平衡位置 (此時活塞與缸壁
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