（18分）如圖，勻強磁場垂直銅環(huán)所在的平面，導(dǎo)體棒a的一端固定在銅環(huán)的圓心O處，另一端緊貼圓環(huán)，可繞O勻速轉(zhuǎn)動．通過電刷把銅環(huán)、環(huán)心與兩豎直平行金屬板P、Q連接成如圖所示的電路，R1、R2是定值電阻．帶正電的小球通過絕緣細(xì)線掛在兩板間M點，被拉起到水平位置；合上開關(guān)K，無初速度釋放小球，小球沿圓弧經(jīng)過M點正下方的N點到另一側(cè)．
已知：磁感應(yīng)強度為B；a的角速度大小為ω，長度為l，電阻為r；R1=R2=2r，銅環(huán)電阻不計；P、Q兩板間距為d；帶電的質(zhì)量為m、電量為q；重力加速度為g．求：
（1）a勻速轉(zhuǎn)動的方向；
（2）P、Q間電場強度E的大��；
（3）小球通過N點時對細(xì)線拉力T的大�。�

見試題分析

解析試題分析：
（1）依題意，小球從水平位置釋放后，能沿圓弧向下擺動，故小球受到電場力的方向水平向右，P板帶正電，Q板帶負(fù)電。由右手定則可知，導(dǎo)體棒a順時針轉(zhuǎn)動。（2分）
（2）導(dǎo)體棒a轉(zhuǎn)動切割磁感線，由法拉第電磁感應(yīng)定律得電動勢大�。�
＝         ①（2分，若缺中間推導(dǎo)式只得1分）
由閉合電路歐姆定律：    ②（2分）
由歐姆定律可知，PQ的電壓為：UPQ＝ ③（2分）
故PQ間勻強電場的電場強度大�。� ④（2分）
聯(lián)立①②③④，代入R1＝R2＝2r，可得：⑤（2分）
（3）設(shè)細(xì)繩長度為L，小球到達N點時速度為v，由動能定理可得：
                     ⑥（2分）
又                        ⑦（2分）
由⑤⑥⑦得：          ⑧（2分）
【評分說明：第（1）問給2分，若在圖中標(biāo)明方向且正確也可，若答“從圖示位置向上轉(zhuǎn)動”或“從圖示位置向右轉(zhuǎn)動”也可；①②③④⑤⑥⑦⑧各2分。共18分。】
考點：法拉第電磁感應(yīng)定律 閉合電路歐姆定律 動能定理

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，粗糙的斜面AB下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B，整個裝置豎直放置，C是最低點，圓心角θ=37°，D與圓心O等高，圓弧軌道半徑R =1m，斜面長L=4m，現(xiàn)有一個質(zhì)量m =0.1kg的小物體P從斜面AB上端A點無初速下滑，物體P與斜面AB之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25。不計空氣阻力，g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8，求：

（1）物體P第一次通過C點時的速度大小；
（2）物體P第一次通過C點時對軌道的壓力；
（3）物體P第一次離開D點后在空中做豎直上拋運動到最高點E，接著從空中又返回到圓軌道和斜面，在這樣多次反復(fù)的整個運動過程中，物體P對C點處軌道的最小壓力min。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

《憤怒的小鳥》是時下一款很流行的游戲。為了報復(fù)偷走鳥蛋的肥豬們，鳥兒以自己的身體為武器，如炮彈般彈射出去攻擊肥豬們的堡壘。某班的同學(xué)們根據(jù)自己所學(xué)的物理知識進行假設(shè)：視小鳥為質(zhì)點，小鳥被彈弓沿水平方向彈出，如圖所示。其中h1=0.8m，l1=2m，h2=2.4m，l2=1m，取g=10m/s2，則：

（1）小鳥以多大速度水平彈出剛好擦著臺面草地邊緣落在地面上？
（2）小鳥被彈出后能否直接打中肥豬？請用計算結(jié)果進行說明。
（3）如果小鳥以速度v0水平彈出后，先掉到臺面的草地上，接觸臺面瞬間豎直速度變?yōu)榱悖剿俣炔蛔�，小鳥在草地上滑行一段距離后飛出，若要打中肥豬，小鳥和草地間的動摩擦因數(shù)μ應(yīng)為多少（用題中所給的符號v0、h1、l1、h2、l2、g表示）？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）圖甲為某種速度選擇器示意圖，加速電場右側(cè)是一接地金屬圓筒，為加速電場兩極板上的小孔，為圓筒某一直徑兩端的小孔，abcd為豎直熒光屏，光屏與直線平行。開始時在同一水平線上。已知加速電壓為U，圓簡半徑為R，帶正電的粒子質(zhì)量為m，電量為q，圈筒轉(zhuǎn)軸到光屏的距離OP＝3R（如圖乙）。不計位子重力及粒子間相互作用。
（1）若圓筒靜止且國筒內(nèi)不加磁場，粒子從小孔進人電場時的速度可忽略，求粒子通過圓筒的時間to
（2）若圓筒內(nèi)有豎直向下勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，圓筒繞豎直中心軸以某一角速度逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，粒子源持續(xù)不斷地將速度不同的粒子從小孔01射人電場，經(jīng)足夠長時間，有的粒子打到圓筒上被吸收，有的通過圓筒打到光屏上產(chǎn)生亮斑。如果在光屏PQ范圍內(nèi)的任意位里均會出現(xiàn)亮斑，（如圖乙）。求粒子到達光屏?xí)r的速度大小v的范圍，以及圓筒轉(zhuǎn)動的角速度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

跳水運動員從高于水面H=10m的跳臺自由落下。假設(shè)運動員的質(zhì)量m=60kg，其體形可等效為一長度L=1.0m、直徑d=0.3m的圓柱體。略去空氣阻力。運動員入水后，水的等效阻力F作用于圓柱體的下端面，F(xiàn)的量值隨入水深度Y變化的函數(shù)曲線如圖所示。該曲線可近似看作橢圓的一部分，該橢圓的長、短軸分別與坐標(biāo)軸OY 和OF重合。橢圓與Y軸相交于Y=h處，與F軸相交于處。為了確保運動員的安全，試計算：

水池中水的深度h至少應(yīng)等于多少。（提示：橢圓面積，a、b分別為長半軸和短半軸）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，薄平板A長L=1m，質(zhì)量為kg，放在水平地面上，在A上最右端處放一個質(zhì)量kg的小物體B，已知A與B之間的動摩擦因數(shù)，A、B兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)均為，最初系統(tǒng)靜止�，F(xiàn)在對板A右端施一大小為F=36N的水平恒力作用并開始計時，則：（取m/s2）

（1）A、B兩物體分離時F的功率P；
（2）在t=5s時B與平板A左端的距離x；
（3）在t=5s內(nèi)平板A克服摩擦力做的功W。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(8分).如圖，一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r，環(huán)面處于水平面內(nèi)，場強為E的勻強電場與圓環(huán)平面平行.環(huán)上穿有一電量為+q、質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運動.若小球經(jīng)A點時速度的方向恰與電場垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用(設(shè)地球表面重力加速度為g).則：

(1)小球經(jīng)過A點時的速度大小vA是多大？
(2)當(dāng)小球運動到與A點對稱的B點時，小球的速度是多大？圓環(huán)對小球的作用力大小是多少？
(3)若Eq=mg，小球的最大動能為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示空間分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三個足夠長的區(qū)域，各邊界面相互平行，其中Ⅰ，Ⅱ區(qū)域存在勻強電場EI＝1.0×104 V/m，方向垂直邊界面豎直向上；EⅡ＝×105 V/m，方向水平向右，Ⅲ區(qū)域磁感應(yīng)強度B＝5.0 T，方向垂直紙面向里，三個區(qū)域?qū)挾确謩e為d1＝5.0 m，d2＝4.0 m，d3＝ m．一質(zhì)量m＝1.0×10－8 kg、電荷量q＝1.6×10－6C的粒子從O點由靜止釋放，粒子重力忽略不計．求：

(1)粒子離開區(qū)域Ⅰ時的速度大�。�
(2)粒子從區(qū)域Ⅱ進入?yún)^(qū)域Ⅲ時的速度方向與邊界面的夾角；
(3)粒子從O點開始到離開Ⅲ區(qū)域時所用的時間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）如圖，光滑絕緣小平臺距水平地面高H=0.80m,地面與豎直絕緣光滑圓形軌道在A點連接,A點距豎直墻壁s=0.60m,整個裝置位于水平向右的勻強電場中。現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg，電荷量q=10-3C的正電荷小球（可視為質(zhì)點）從平臺上端點N由靜止釋放,離開平臺N后，恰好切入半徑為R=0.4m的絕緣光滑圓形軌道，并沿軌道運動到P點射出。圖中O點是圓軌道的圓心，BC分別是原先軌道的最低和最高點，AO、BO間夾角為53°。(取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求：

（１）電場強度E的大�。�
（２）小球到A點的速度大小和方向；
（３）小球?qū)壍雷畲髩毫Α?/p>

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案