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2017人教版高中物理期末考试123581
2017人教版高中物理期末考试123581
高中
整体难度:偏难
2017-01-13
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一、计算题 (共3题)
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1.

 两块金属板ab平行放置,板间存在与匀强电场正交的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域.一束电子以一定的初速度v0从两极板中间沿垂直于电场、磁场的方向射入场中,无偏转地通过场区,如图所示.

已知板长l=10 cm,两板间距d=3.0 cm,两板间电势差U=150 Vv0=2.0×107 m/s.

1)求磁感应强度B的大小;

2)若撤去磁场,求电子穿过电场时偏离入射方向的距离,以及电子通过场区后动能增加多少?

(电子的比荷=1.76×1011 C/kg,电子电荷量的大小e=1.60×10-19 C

难度:
知识点:安培力与洛伦兹力单元测试
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【答案】

解析:1)电子进入正交的电磁场不发生偏转,则满足

Bev0=

所以B==2.5×10-4 T.

2)设电子通过场区偏转的距离为y1

y1=at2==1.1×10-2 m

ΔEk=eEy1=y1=8.8×10-18 J=55 eV.

答案:12.5×10-4 J

(2)1.1×10-2 m  55 eV

2.

如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=370角,下端连接着阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25

1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小.

2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小.

3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流由ab,求磁感应强度的大小和方向(g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8).

难度:
知识点:安培力与洛伦兹力单元测试
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【答案】

解:①金属棒开始下滑初速度为零,根据牛顿第二定律

       mgsinθμmgcosθma

       2

②设稳定时金属棒的速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡

此时,金属棒克服安培力做功的功率等于电路中R消耗的电功率  即

 得 

③设电路中电流为I,导轨间金属棒长为l,磁感应强度为B

              

     方向垂直导轨平面向上

1)a=4m/s2     (2)v=10m/s    (3)B=0.4T

3.

如图所示,直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,质量为m、电荷量为q的带负电的粒子1在纸面内以速度O点射入磁场,其方向与MN的夹角α=30°;质量为m、电荷量为+q的粒子2在纸面内以速度也从O点射入磁场,其方向与MN的夹角β=60°角。已知粒子12同时到达磁场边界的AB两点(图中未画出),不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

1)求两粒子在磁场边界上的穿出点AB之间的距离d

2)求两粒子进入磁场的时间间隔

3)若MN下方有平行于纸面的匀强电场,且两粒子在电场中相遇,其中的粒子1做直线运动。求电场强度E的大小和方向。

难度:
知识点:安培力与洛伦兹力单元测试
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【答案】

解:

1粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动               1

                  1

2粒子1圆周运动的圆心角            1

粒子2圆周运动的圆心角,                  1

粒子圆周运动的周期                                    1

粒子1在匀强磁场中运动的时间                          1

粒子2在匀强磁场中运动的时间                          1

所以                                           1

3)由题意,电场强度的方向应与粒子1穿出磁场的方向平行。

a若电场强度的方向MN30°斜向右上,则粒子1做匀加速直线运动,粒子2做类平抛运动。

                                                   1

                               1

                                            1

解得                                            1

b若电场强度的方向MN30°斜向左下,则粒子1做匀减速直线运动,粒子2做类平抛运动。

解得,假设不成立。                            1

综上所述,电场强度的大小方向与MN30°角斜向右上。    1

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安培力与洛伦兹力单元测试
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