黑龙江省牡丹江市第一高级中学2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题(解析版)

【答案】 (1). 右上方 (2). (3). 【解析】粒子做匀速直线运动,合力为零,其中电场力向右,重力向下,洛仑兹力与速度方向和磁场方向垂直,故向左上方,故粒子向右上方运动;受力如图所示:

由几何关系可得,qE=mg,则电场强度为:,由于合力为零,则,解得:。

四、计算题

16. 如图所示,质量为m,电荷量为q的带电粒子,以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。求:

(1)粒子做匀速圆周运动的半径R; (2)粒子做匀速圆周运动周期T. 【答案】(1)(2) 【解析】试题分析:(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律求出轨道半径,(2)由求出周期.

(1)粒子在磁场中由洛伦兹力提供所需向心力公式 则有:

9

解得: (2)由匀速圆周运动周期与线速度关系:解得: 【点睛】本题考查了求粒子做圆周运动的轨道半径、周期,应用牛顿第二定律、线速度与周期的关系即可正确解题.

17. 在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2。螺线管导线电阻

r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,C=30μF。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求:

(1)求螺线管中产生的感应电动势?

(2 闭合S,电路中的电流稳定后,求此时全电路电流的方向(俯视方向看顺时针还是逆时 针)? (3)闭合S,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率? (4)闭合S,电路中的电流稳定后,求电容器的电量? 【答案】(1)(2)逆时针(3)(4) 【解析】试题分析:根据法拉第地磁感应定律求出螺线管中产生的感应电动势,根据闭合回路欧姆定律求

2

出电流的大小,通过楞次定律判断电流的方向,根据P=IR求出电阻R1的电功率,电容器与R2并联,两端

电压等于R2两端的电压,根据Q=CU求出电容器的电量。 (1)根据法拉第电磁感应定律:代入数据解得:E=1.2V

(2)(3)根据闭合电路欧姆定律可得电流为:2

10-2W 根据P=IR1 可得:P=5.76×

根据楞次定律知,电流方向为逆时针。

(4)S断开后,电容器两端的电压U=IR2=0.6V,可得经R2的电量为: Q=CU=1.8×10-5C

10

点睛:本题主要考查了电磁感应与电路的综合,知道产生感应电动势的那部分相当于电源,运用闭合电路欧姆定律进行求解。

18. 如图所示,正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m,每边电阻相等,总电阻R=0.5Ω。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接绝缘物体P。物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上,斜面倾角θ=30o,斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场,上边界Ⅰ和下边界Ⅱ都水平,两边界之间距离也是L=0.4m。磁场方向水平,垂直纸面向里,磁感应强度大小B=0.5T。现让正方形线框的cd边距上边界Ⅰ的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放,且线框在运动过程中始终与磁场垂直,cd边始终保持水平,物体P始终在斜面上运动,线框刚好能以v=3m/s的速度进入匀强磁场并匀速通过匀强磁场区域。释放前细线绷紧,重力加速度g=10m/s,不计空气阻力。

2

(1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中,c、d间的电压是多大? (2)线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大? 【答案】(1)(2) 【解析】试题分析:线框进入磁场切割磁感线运动由E=BLv可求得电动势,由闭合电路可求得进入磁场和出磁场时c、d间的电压Ucd;由平衡条件可求得线框的质量m1和物体P的质量m2。

(1)设cd边上的感应电动势为E,线框中的电流强度为I,c、d间的电压为Ucd,则根据法拉第电磁感应定律可得:E=BLv 由欧姆定律可得电流为:c、d间的电压为:解得:Ucd=0.45V

(2)正方形线框匀速通过磁场区域的过程中,设受到的安培力为F,细线上的张力为T, 根据安培力计算公式可得:F=BIL 对P根据平衡条件可得:T=m2gsinθ

11

对线框根据平衡条件可得:m1g=T+F 正方形线框在进入磁场之前的运动过程中, 根据能量守恒:解得m1=0.032kg,m2=0.016kg

点睛:本题主要考查了电磁感应问题研究思路常常有两条:一条从力的角度,根据牛顿第二定律或平衡条 件列出方程。

12

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@) 苏ICP备20003344号-4