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高三物理典型例题集锦(四)

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高中物理典型例题集锦(四)
40.如图 37-1 所示,带正电的粒子以一定的初速度v0 沿中线进入水*放置的*行 金属板内,恰好沿下板的边缘飞出,已知板长为L,板间的电压为U,带电粒子的带电 量为q,粒子通过*行金属板的时间为T,不计粒子的重力,则[ ] A.粒子在前T/2 时间内,电场力对粒子做功为(1/4)qU B.粒子在后T/2 时间内,电场力对粒子做功为(3/8)qU 图 37-1C.粒子在下落前d/4 和后d /4 内,电场力做功之比为 1:2 D.粒子在下落前d/4 和后d/4 内, 通过的时间之比为 1:3 答案:B 41.如图 38-1 所示,三*行金属板a, b,c接到电动势分别为 1, 2 的电源上, 图 37-1 已知 1< 2,在A孔右侧有一带负电的质 点,由静止释放后向右运动穿过 B 到达 P 点后再返回A孔,则[ ] A. 只将b板右移一小段距离后再释放该质点, 质点仍 运动到P点后返回 B.只将b板右移一小段距离后再释放该质点,质点 将达不到P点 C.只将b板右移稍长距离后再释放该质点,质点能 穿过 C 孔 D.若将质点放在 C 孔左侧由静止释放,质点将能穿 过A孔 答案:D 图 38-1 42.如图 39-1 所示,U型线框abcd处于匀强磁场 中,磁场的磁感强度为B,方向垂直于纸面向内.长度为 L的直导线MN中间串有一个电压表跨接在ab与cd上且与ab垂直, 它们之间的接 触是完全光滑的.R为电阻,C 为电容器,现令MN以速度v0 向右匀速运动,用 U 表示 电压表的读数, q表示电容器所带电量, C表示电容器电容.F表示对MN的拉 力.设电压表体积很小,其中线圈切割 磁感线对MN间的电压的影响可以忽略 不计.则[ ] 2 2 A.U=BLv0 F=v0B L /R 图 39-1 B.U=BLv0 F=0 C.U=0 F=0
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D.U=q/C F=v0B L /R 答案:C 43.密立根油滴实验如图 40-1 所示:在电介质为空气的电容器中,观测以某速度 送入的一个油滴, 这油滴经过一会儿达到一个恒定的速度v1, 这时加上电场强度为E的 匀强电场,再过一会儿达到另一恒定速度v2.在这样短的时间内速度变为恒定,说明油 的作用,这个力的大小与速度成正比,可表示为kv(式中 滴受到 k为常量)而方向与 .设油滴质量为m,电量为q,写出这两种情况 下的方程式① ; ② . 下面的表是通过这样的实验所测得的不同油滴 - 所带电量q值的一个实例:q的测定值(单位:10 19 C) 图 40-1 6.41 8.01 9.65 11.23 11.83 14.48

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分析这些数据可知: (答案.空气阻力 速度方向相反 ①mg-kv1=0 ②mg-kv2-qE=0 -19 -19 小球的电量是 1.6×10 C的整数倍,故电荷的最小电量为 1.6×10 C) 44.用长度相同,横截面积之比为 2:1 的均匀铜导线制成的两个正方形线框M和 N,使它们从同一高度自由下落,途中经过 一个有边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直 纸面向里, 如图 41-1 所示. 若下落过程中线 框*面始终与磁场方向保持垂直,不计空气 阻力,则M,N底边进入磁场瞬间的速度v ,加速度aM:aN M:vN= = ,在穿过磁场的过程中,线框 M, N内产生的热量QM:QN= . (答案:1:1,1:1,2:1) 45.现有一电阻箱,一个开关,若干根 导线和一个电流表,该电流表表面上有刻度 图 41-1 但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内 阻的实验方案(已知电流表内阻可忽略,电流表量程符合要求,电源内阻约为几欧). 要求:①画出实验电路图; ②简要写出完成接线后的实验步骤; ③写出用测得的量计算电源内阻的表达式r= . 答案: (1)图略 (2)①使电阻箱阻值最大,合上开关 S,调节电阻箱阻值为R1, 记下电流表对应的刻度N1;②调节电阻箱阻值为R2,记下电流表对应的刻度N2;③计

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算出r的值;④多侧几次;取r的*均值;⑤断开S,拆除电阻,整理器材.(3)(N 1R1-N2R2)/(N2-N1) 46.如图 42-1 所示为一固定在水*面上长L的绝缘板,整个空间有一水*的匀强 电场, 板在右半部有一个垂直于纸面向外的匀强磁场. 一质量为m, 带电量为q的物体, 从板的P端由静止开始在电场力的作用下向右运动.小物体与水*面间摩擦系数为 μ, 进入磁场区域后恰能作匀速运动. 当物体碰到挡板 Q 后被弹回. 若在碰撞瞬间撤去电场, 物体返回时在磁中仍能作匀速运动,离开磁场后作匀减速运动,并停在 C 点.设PC= 1/4L.求: (1)物体与挡板碰撞前后的速率v1 和 v 2; (2)磁感应强度 B 的大小; (3)电场强度 E 的大小和方向. 解 物体从 P 静止开始运动进入磁场速 度v1,由动能定理得 qE(L/2)-μmg(L/2)=(1 2 图 42-1 /2)mv1 , 进入磁场匀速,由反弹后仍匀速可知, 电荷带正电.电场强度方向水*向右;进入磁场匀速 qE=μ(mg+qv1B), 反弹后匀速 mg=qv2B 出磁场后到 C 点停止 2 -μmg(L/4)=-(1/2)mv2 ;

,方向水*向右. 47, 在磁场中某处磁感应强度 B, 可由 B=F/IL求出, 由此可知磁感应强度B ( ) A. 随通电直导线所受磁场力增大而增大; B.随通电直导线中电流强度增大而减小; C 随通电直导线长度增大而减小; D.不随导线长度通过电流强度和通电直导线所受磁场力的变化而变化. 解析: 磁感应强度 B 是描述磁场强弱的物理量,磁场强弱是由磁场本身决定的,与是 否放入通电直导线,通电导线中电流强弱,以及通电直导线受磁场力等外界条件无关. B=F/IL,只表示几个物理量在一定条件的数量关系,而无决定关系.选项 D 是正确 的.
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48,如图 43-1 所示,矩形线框 abcd,与条形磁铁的中轴线 位于同一*面内,线框内通有电流 I,则线框受磁场力的情况 ( ). A. ab 和 cd 受力,其它二边不受力; B. ab 和 cd 受到力大小相等方向相反; 图 43-1 C.ad 和 bc 受到的力大小相等,方向相反; D.以上说法都不对. 解析:如图 43-2 所示为条形磁铁的磁场分布情况,ab,bc,cd,da 各边均处于磁 场中,磁感线与 ab,cd 垂直,用左手定则可判断 ab 边受力垂直纸面向外,cd 边受力垂 直纸面向里,ab 处于位置磁感强度 B 大,cd 所处位置磁感强度 B 小,ab,cd 边力大小 不等.bc,ad 与所在位置磁感强度的分量垂直,要受磁场力, 且磁场方向垂直纸面向里.方向相同.大小也不一定相等, 因为 ad,bc 所在位置磁感强度不一定相等,可知 A,B,C 选项均不正确,选项 D 正确. 49,如图 44-1 所示,矩形线框 abcd,处于磁感应强度为 2 图 43-2 B=0.2T 的匀强磁场中,线框面积为 S=0.3m ,线框从图示位置转 过 60°,线框中磁通量变化量 为 ,线框在后来位置时磁通密度为 . 解析:线框在图示位置时,磁感强度 B 与线框*面垂直,磁 通量 ,当线框转过 60°时,线框 在与磁感线垂直*面的投影面积 ,此时磁量 图 44-1

, . 线框处于匀强磁场中,各处的磁感强度的大小,方向均相同,所以 B=0.3T. 从本题解答中可知,知识虽然很简单,题目也不复杂,但概念必须清楚,否则这两 个答案都容易出错误,经常出现的错误是线框转,B 也随之而变. 50,等腰三角形线框 abc 与长直导线 MN 绝缘,且线框被导线 分成面积相等的两部分,如图 45-1 所示,M 接通电源瞬间电流由 N 流向 M,则在线框中( ). A. 线框中无感应电流; 图 45-1 B.线框中有沿 abca 方向感应电流; C 线框中有沿 acba 方向感应电流; D.条件不是无法判断.
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解析:产生感应电流的条件是①电路要闭合;②穿过回路的磁通量要发生变化.线 框为等腰三角形,是闭合电路,MN 中通入 N 向 M 方向电流时,闭合回路中从无磁通变为 有磁通,MN 右侧磁场方向垂直纸面向里,左侧磁场方向垂直纸面向外,因右侧面积磁通 量大于左侧面积的磁通量,故线框中的磁通量应为垂直纸向里.线框中应有感应电流, 选项 A,D 是错误的,磁通量是增加的感应电流磁场阻碍磁通量增加,感应电流磁场应 是垂直纸面向外,所以感应电流方向应是 acba,选项 C 正确. 51, 如图 46-1 所示, 多匝线圈的电阻和电池内阻可忽略, 两个电阻器的阻值都是 R,

K 打开时,电流

,今关闭 K,关于自感电动势正确表达的

是( ). A.有阻碍电流作用,最后电流减小到零; B.有阻碍电流作用,最后电流小于 I; 图 46-1 C.有阻碍电流增大的作用,因而电流保持不变; D.有阻碍电流增大的作用,但最后电流增大到 2I. 解析:因为多匝线圈电阻可以忽略,所以线圈对电流的阻碍作用可以忽略,选项 A, B 均是错误的,电路中关闭电键,把一个电阻器短路,电路总电阻减小,电路中电流增 大,线圈中电流变化,线圈中产生自感电动势阻碍线圈中电流增大,但线圈中电流还是 要增大,直到线圈中电流为 2I,电流不再增大,自感电动势自然消失,电路中有恒定电 流,大小为 2I.选项 D 正确. 52,如图 47-1 所示,相距 0.9m 的*行轨道 ab,cd,分别 接有"4V,2W"的灯 L1 和"6V,4.5W"的灯 L2,导轨电阻不计, 金属棒 AM 电阻为 0.5Ω, 在导轨上可自由滑动, 磁感强度 B=0.5T 的匀强磁场垂直轨道*面,当棒 AM 以某一速度向右移动时,L1 恰好能正常发光, 求: (1)通过 L1 的电流强度; (2)棒 AM 的速度; 图 47-1 (3)L1,L2 两灯消耗的电功率. 解析:由题意知灯 L1 正常发光,灯 L1 两端电压为 4V,消耗

电功率为 2W,则通过灯 L1 的电流强度

,灯 L2 的两端电压也为 4V,

灯 L2 的电阻 路总电流

,则灯 L2 中电流强度 ,电路电动势 ,

,电 ,

,灯 L2 消耗电功率为:

.

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答:(1)通过 L1 的电流强度为 0.5A;(2)棒 AM 的速度为 10m/s;(3)灯 L1 消耗电功 率 P1=2W,灯 L2 消耗电功率 P2=2W. 应注意: AM 切割磁感线产生感应电动势, 棒 应为电源电动势, AM 电阻为内电阻. 棒

(未完待续)

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