計(jì)算題答案(四)

1.【解析】：解：（1）水平拉時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：F﹣μmg=ma，右上拉時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)cos60°﹣μ（mg﹣Fsin60°）=ma，聯(lián)立上述兩式，代入數(shù)據(jù)解得μ=．（2）時(shí)間t最小，則要求加速度最大，即F最大物塊沿水平面運(yùn)動(dòng)則F的豎直分力不超過(guò)重力F最大滿(mǎn)足mg=F，根據(jù)，s=得，代入數(shù)據(jù)解得t=s3.【解析】：解：（1）cd在磁場(chǎng)中時(shí)，ab棒的電流方向?yàn)閎到aE=BLv=0.2×2×5=2VR====0.5ΩIab===A當(dāng)ab在磁場(chǎng)中時(shí)，ab棒的電流方向?yàn)閍到b，Iab===4A．（2）當(dāng)cd、ab分別在磁場(chǎng)中時(shí)，回路產(chǎn)生的熱量Q總=2Q1=2=2×=3.2J，即克服安培力做的功為3.2J根據(jù)動(dòng)能定理，得到WF+2mg（l+h）﹣W安=0，WF=﹣2mg（l+h）+W安=﹣2×0.1×10（1+2）+3.2=﹣2.8J（3）當(dāng)撤去外力后cd棒勻速出磁場(chǎng)，此時(shí)對(duì)兩棒，根據(jù)平衡條件2mg=Fcd安，2mg=解得v2===6.25m/s根據(jù)動(dòng)能定理，得到2mgh﹣W安=×2mv2﹣W安=2mgh﹣×2mv2=2×0.1×10×1×2×0.1×52=0.6JQ總=﹣W安=IR總t=?所以R0上產(chǎn)生的熱量為Q=（）2R0t=I?2rt==J=0.08J3.【解析】：解：（1）根據(jù)位移時(shí)間公式得，L=，即解得a=3m/s2．B點(diǎn)的速度vB=v0+at=2+3×2m/s=8m/s．根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)cos30°﹣f﹣mgsin30°=ma，f=μN(yùn)，N+Fsin30°=mgcos30°，聯(lián)解代入數(shù)據(jù)得到，F(xiàn)=．（2）F做功最小的話，沒(méi)有摩擦力做功且減速到B點(diǎn)速度為零，根據(jù)動(dòng)能定理得，，解得=0.4×=19.2J．答：（1）物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小為8m/s；拉力F的大小為4.5N．（2）最小功為19.2J4.【解析】：解：（1）設(shè)金屬棒OA在△t時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積為△S，則：磁通改變量為：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得到為：（2）根據(jù)右手定則知：ab中的電流方向?yàn)閎→a，ab相當(dāng)于電源，電動(dòng)勢(shì)：=1.6V電路總電阻為：=0.4Ω通過(guò)ab中的電流：=4A（3）后輪轉(zhuǎn)速n=2r/s，后輪角速度為：ω=4πrad/s，車(chē)速為：v=r1ω=1.6πm/s電動(dòng)勢(shì)為：=0.64πV，總的電功率為：P總==W總的焦耳熱為：Q=P總（t）=409.6π2=4.04×103J克服阻力做功為：Wf=Ff?s=Ff?vt=3.016×104J一共需要做功為：W總=Wf+Q=3.42×104J；5.【答案】（1）4N（2）（3）【解析】試題分析：（1）若沒(méi)有推力F，滑塊靜止于圓柱體上時(shí)，則擋板對(duì)滑塊的彈力大小等于圓柱體對(duì)滑塊的摩擦力的學(xué)科網(wǎng)大?。海?）圓柱體邊緣的線速度為：v1=ωr=2m/s，某時(shí)刻t物體沿水平方向的速度v=at=2t；此時(shí)物體A相對(duì)圓柱體的速度為：，6.【答案】（1）1s（2）【解析】試題分析：（1）物品在到達(dá)與傳送帶速度v=4m/s相等時(shí)，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，解得：a1=8m/s2由v=a1t1解得t1=0.5s7.【答案】（1）3.5N；（2）5nπ（rad/s）（n=1，2，3…）；（3），小物塊能到達(dá)最高點(diǎn)E點(diǎn)．【解析】試題分析：（1）A到B：（1分）②若能到達(dá)E點(diǎn)，臨界要求臨界（2分）假定能夠到達(dá)，則從飛入到E點(diǎn)由動(dòng)能定理：得，即能夠到達(dá)E點(diǎn)。（2分）5.如圖所示，在足夠長(zhǎng)的絕緣板上方距離為d的P點(diǎn)有一個(gè)粒子發(fā)射源，能夠在紙面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率相等，比荷q／m=k的帶正電的粒子，不考慮粒子間的相互作用和粒子重力。

（1）若已知粒子的發(fā)射速率為vo，在絕緣板上方加一電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求同一時(shí)刻發(fā)射出的帶電粒子打到板上的最大時(shí)間差；（2）若已知粒子的發(fā)射速率為vo，在絕緣板的上方只加一方向垂直紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求帶電粒子能到達(dá)板上的長(zhǎng)度。（3）若粒子的發(fā)射速率vo未知，在絕緣板的上方只加一方向垂直紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)磁場(chǎng)，使粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)半徑大小恰好為d，為使同時(shí)發(fā)射出的粒子打到板上的最大時(shí)間差與（1）中相等，求vo的大小。左側(cè)最遠(yuǎn)處離C距離為d,右側(cè)離C最遠(yuǎn)處為帶電粒子能到達(dá)板上的長(zhǎng)度為（3）設(shè)此時(shí)粒子出射速度的大小為v0在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)和最短的粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖如下：考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)如圖所示，平行板電容器電容為C，帶電量為Q，板長(zhǎng)為l，板間距為d。一不計(jì)重力的帶電粒子，緊貼電容器上極板沿水平方向以速度v0射入電容器，恰好從下極板右端A點(diǎn)飛出。求：(1)電容器內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。(2)電粒子的比荷(3)若將電容器右端截去一段，充電后帶電量仍為Q，仍使粒子以原方式進(jìn)入電容器，最后粒子軌跡恰好經(jīng)過(guò)原來(lái)A點(diǎn)正下方d/8處，求電容器被截去的長(zhǎng)度。（已知，K是常量，S為極板正對(duì)面積，d是極板間距離）。16．（1）解：由電容定義有：…………（1分）又：…………（1分）所以：…………（1分）解：帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)可知：…………（1分）…………（1分）聯(lián)立得：…………（1分）解：設(shè)截去的部分長(zhǎng)為Ｌ，又因?yàn)閯t有…………（1分）…………（1分）…………（1分）…………（1分）…………（1分）…………（1分）…………（1分）…………（1分）聯(lián)立以上式子得：…………（2分）1.如圖所示，傳送帶始終以恒定速度V勻速運(yùn)動(dòng)，在其中部存在寬度為3L、大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)將邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形線圈無(wú)初速地放到傳送帶左端，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，線圈達(dá)到與傳送帶相同的速度。當(dāng)一個(gè)線圈剛好開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下一個(gè)線圈恰好放到傳送帶上。線圈勻速運(yùn)動(dòng)后，相鄰兩個(gè)線圈的間隔為L(zhǎng)，且線圈均以速度V通過(guò)磁場(chǎng)。假設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等。求：（1）每個(gè)線圈通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域產(chǎn)生的熱量Q；（2）要實(shí)現(xiàn)上述傳送過(guò)程，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？（用題中的m、R、L、V表示）（3）電動(dòng)機(jī)對(duì)傳送帶做功的功率P?36．解：（1）每個(gè)線圈穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中有電流的運(yùn)動(dòng)距離為2L經(jīng)歷的時(shí)間①產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝BLV②線圈中產(chǎn)生的電流③穿過(guò)磁場(chǎng)的產(chǎn)生熱量④解得Q＝eq\f(2B2L3v,R)⑤（2）為保持線圈通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中不產(chǎn)生滑動(dòng)，安培力必須不超過(guò)滑動(dòng)摩擦力，應(yīng)有F≤f⑥安培力F=BIL⑦設(shè)線圈從放到傳送帶到與傳送帶具有相同速度經(jīng)歷的時(shí)間為T(mén)，則對(duì)線圈由牛頓定律得f=ma⑧由速度公式得⑨傳送帶和線圈的速度與時(shí)間關(guān)系如圖所示⑩由圖知聯(lián)立式，解得B≤（3）電動(dòng)機(jī)在T時(shí)間對(duì)傳送帶做的功W=PT根據(jù)能量守恒定律其中，摩擦產(chǎn)生的熱為Q摩擦＝f·s相對(duì)＝fL線圈中焦耳熱聯(lián)立式，得2.如圖所示，兩個(gè)帶正電的小球A、B套在一個(gè)傾斜的光滑直桿上，兩球均可視為點(diǎn)電荷，其中A球固定，帶電量QA＝2′10-4C，B球的質(zhì)量為m＝0.1kg。以A為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿桿向上建立直線坐標(biāo)系，B球的總勢(shì)能隨位置x的變化規(guī)律如圖中曲線Ⅰ所示，直線Ⅱ?yàn)榍€I的漸近線。圖中M點(diǎn)離A點(diǎn)距離為6m。（g取10m/s2，靜電力恒量k＝9.0′109N?m2/C2（1）求桿與水平面的夾角θ；（2）求B球的帶電量QB；（3）求M點(diǎn)電勢(shì)φM；（4）若B球以Ek0＝4J的初動(dòng)能從M點(diǎn)開(kāi)始沿桿向上滑動(dòng)，求B球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離A球的最近距離及此時(shí)B球的加速度。（5）在圖（乙）中畫(huà)出當(dāng)B球的電量變成-2QB時(shí)的總勢(shì)能隨位置x的變化規(guī)律曲線。

3.．真空中放置的平行金屬板可以用作光電轉(zhuǎn)換裝置，如圖所示，光照前兩板都不帶電，以光照射A板，則板中的電子可能吸收光的能量而逸出。假設(shè)所有逸出的電子都垂直于A板向B板運(yùn)動(dòng)，忽略電子之間的相互作用，保持光照條件不變，a和b為接線柱。已知單位時(shí)間內(nèi)從A板逸出的電子數(shù)為N，電子逸出時(shí)的最大動(dòng)能為，元電荷為e。（1）求A板和B板之間的最大電勢(shì)差，以及將a、b短接時(shí)回路中的電流Im。（2）圖示裝置可看作直流電源，求其電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.（3）在a和b之間連接一個(gè)外電阻時(shí)，該電阻兩端的電壓為U，外電阻上消耗的電功率設(shè)為P;單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)B板的電子，在從A板運(yùn)動(dòng)到B板的過(guò)程中損失的動(dòng)能之和設(shè)為，請(qǐng)推導(dǎo)證明：.(注意：解題過(guò)程中需要用到、但題目沒(méi)有給出的物理量，要在解題中做必要的說(shuō)明)14．【答案】(1)，(2)，（3）【考點(diǎn)定位】光電效應(yīng)、閉合電路歐姆定律、電流的微觀解釋、電場(chǎng)?！疽?guī)律總結(jié)】本題主要利用電場(chǎng)、電路和光電效重在考查推理能力。4.做磁共振檢查時(shí)，對(duì)人體施加的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)會(huì)在肌肉組織中產(chǎn)生感應(yīng)電流。某同學(xué)為了估算該感應(yīng)電流對(duì)肌肉組織的影響，將包裹在骨骼上一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑r=5.0cm，線圈導(dǎo)線的橫截面積A=0.80cm2，電阻率，如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0.3s內(nèi)從1.5T均勻地減小為零，求（計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）（1）該圈肌肉組織的電阻R；（2）該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；（3）0.3s內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量Q。15．【答案】（1）6×103Ω（2）4×10-2V（3）8×10-8J【學(xué)科網(wǎng)考點(diǎn)】考查感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)5.如圖17（a）所示，平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L＝0.4m，導(dǎo)軌右端接有阻值R＝1Ω的電阻，導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長(zhǎng)度也為L(zhǎng)，從0時(shí)刻開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化，規(guī)律如圖17（b）所示；同一時(shí)刻，棒從導(dǎo)軌左端開(kāi)始向右勻速運(yùn)動(dòng)，1s后剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v＝1m/s做直線運(yùn)動(dòng)，求：⑴棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，回路中的電動(dòng)勢(shì)E；⑵棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的最大安培力F，以及棒通過(guò)三角形abd區(qū)域時(shí)電流i與時(shí)間t的關(guān)系式。16．【答案】⑴E＝0.04V；⑵Fm＝0.04N，i＝t－1（其中，1s≤t≤1.2s）?！究键c(diǎn)定位】法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用、電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用。【方法技巧】注意區(qū)分感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的不同計(jì)算方法，充分理解B-t圖象的含義。6.一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，電荷量均為+q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為U0的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為零，這些離子經(jīng)過(guò)加速后通過(guò)狹縫O沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在底片上，已知放置底片區(qū)域已知放置底片的區(qū)域MN=L，且OM=L。某次測(cè)量發(fā)現(xiàn)MN中左側(cè)2/3區(qū)域MQ損壞，檢測(cè)不到離子，但右側(cè)1/3區(qū)域QN仍能正常檢測(cè)到離子.在適當(dāng)調(diào)節(jié)加速電壓后，原本打在MQ的離子即可在QN檢測(cè)到.（1）求原本打在MN中點(diǎn)P的離子質(zhì)量m；（2）為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域，求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍；（3）為了在QN區(qū)域?qū)⒃敬蛟贛Q區(qū)域的所有離子檢測(cè)完整，求需要調(diào)節(jié)U的最少次數(shù)。（取；）20．【答案】（1）（2）（3）3次7.質(zhì)量為m的小球在豎直向上的恒定拉力作用下，由靜止開(kāi)始從水平地面向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，拉力做功為W，此后撤去拉力，球又經(jīng)相同時(shí)間回到地面，以地面為零勢(shì)能面，不計(jì)空氣阻力。求：（1）球回到地面時(shí)的動(dòng)能；（2）撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F；（3）球動(dòng)能為W/5時(shí)的重力勢(shì)能。13．【答案】（1）W；（2）；（3）或8.．如圖所示，彈簧的一端固定，另一端連接一個(gè)物塊，彈簧質(zhì)量不計(jì)，物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）的質(zhì)量為m，在水平桌面上沿x軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，以彈簧原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量為x時(shí)，物塊所受彈簧彈力大小為F=kx，k為常量。（1）請(qǐng)畫(huà)出F隨x變化的