《磁場》、《電磁感應》期末考試解答題集錦

《磁場》,《電磁感應》期末考試解答題集錦16．（12分）如圖所示,細繩繞過輕滑輪連接著邊長為L地正方形導線框A與物塊A,線框A地電阻R,質量為M,物塊A地質量為m（1212M＞m）,兩勻強磁場區(qū)域Ⅰ,Ⅱ地高度也為L,磁感應強度均為B,方向水平且與線框平面垂直。線框ab邊距磁場邊界高度為h。開始時各段繩都處于伸直狀態(tài),把它們由靜止釋放,ab邊剛好穿過兩磁場地分界線CC′進入磁場Ⅱ時線框做勻速運動,不計繩與骨輪間地摩擦。求:（1）ab邊剛進入Ⅰ時線框A地速度v地大小;11（2）ab邊進入磁場Ⅱ后線框A地速度v地大小。212,15.（13分）如圖所示地坐標系,x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向。在x軸上方空間地第一,第二象限內,既無電場也無磁場,在第三象限,存在沿y軸正方向地勻強電場與垂直xy平面（紙面）向里地勻強磁場,在第四象限,存在沿y軸負方向,場強大小與第三象限電場場強相等地勻強電場。一質量為m,電荷量為q地帶電質點,從y軸上y=h處地P1點以一定地水平初速度沿x軸負方向進入第二象限。然后經(jīng)過x軸上x=-2h處地P2點進入第三象限,帶電質點恰好能做勻速圓周運動。之后經(jīng)過y軸上y=-2h處地P3點進入第四象限。已知重力加速度為g。試求:（1）粒子到達P2點時速度地大小與方向（2）第三象限空間電場強度與磁感應強度地大?。?）帶電質點在第四象限空間運動過程最小速度地大小與方向。如圖所示,帶有等量異種電荷地兩平行金屬板A與B水平放置,板間勻強電場地場強大小為E,方向豎直向下,兩板正均開有小孔,板長為L,板間距離為L／3,整個裝置處于真空環(huán)境,在A板小孔正上方,距小孔為L處地P點,由靜止釋放一個帶正電地小球(可看做質點),小球進入AB兩板間時加速度變?yōu)樵瓉淼?倍,設小球通過上,下孔時地速度分別為,?，F(xiàn)改變兩板地帶電性質,使兩板間場強方向與原來相反,但大小不變,同時在兩板之間加上垂直紙面向里地水平勻強磁場,再次在P點由靜止釋放該小球,小球從A板小孔進入兩板間后,不碰撞極板而能從兩板間飛出。求:(重力加速度為g)(1)與之比(2)磁感應強度B地取值范圍4,．萊陽一21．(12分)如圖(a)所示,兩根足夠長地光滑平行金屬導軌相距為L=0．40m,導軌平而與水平面成,上端下端通過導線分別連接阻值地電阻,角質量為m=0．20kg,阻值地金屬棒ab放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,整個裝置處在垂直導軌平面向上地勻強磁場,磁感應強度大小B—1T?，F(xiàn)通過小電動機對金屬棒施加拉力,使金屬棒沿導軌向上做勻加速直線運動,0．5s時電動機達到額定功率,此后電動機功率保持不變,經(jīng)足夠長時間后,棒達到最大速度5．0m／s。此過程金屬棒運動地—t圖象如圖(b)所示,試求:(取重力加速度g=10m／)(1)電動機地額定功率P(2)金屬棒勻加速運動時地加速度a地大小(3)在0～0．5s時間內電動機牽引力F與速度地關系5,．臨沂高新區(qū)16．如圖所示,MN與PQ為固定在水平面上地平行金屬軌道,軌距為0.2m,質量為0.1kg地金屬桿ab置于軌道上,與軌道垂直,整個裝置處于方向豎直向下地勻強磁場,磁感應強度B=0.5T,現(xiàn)用F=2N地水平向右地恒力拉ab桿由靜止開始運動,電路除了電阻R=0.05Ω之外,其余電阻不計,設軌道光滑,求:（1）ab桿地速度達到5m/s時地加速度多大？（2）當ab桿達到最大速度后,撤去外力F,此后感應電流還能產生多少電熱？6,．青島十九17．（12分）如圖所示,半徑為r,圓心為Ol地虛線所圍地圓形區(qū)域內存在垂直紙面向外地勻強磁場,在磁場右側有一堅直放置地平行金屬板M與N,兩板問距離為L,在MN板各有一個小孔O,O,O,O,O在同一水平直線上,與平行金屬板22313相接地是兩條豎直放置間距為L地足夠長地光滑金屬導軌,導體棒PQ與導軌接觸良好,與阻值為R地電阻形成閉合回路（導軌與導體棒地電阻不計）,該回路處在磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里地勻強磁場,整個裝黃處在真空室,有一束電荷量為+q,質量為m地粒子流（重力不計）,以速率v0圓形磁場邊界上地最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域,最后從小孔O3射出?，F(xiàn)釋放導體棒PQ,其下滑h后開始勻速運動,此后粒子恰好不能從O3,而從圓形磁場地最高點F射出。求:（1）圓形磁場地磁感應強度B’。（2）導體棒地質量M。（3）棒下落h地整個過程,電阻上產生地電熱。（4）粒子從E點到F點所用地時間7,．威海一14.（8分）半徑為R地光滑絕緣圓環(huán)固定在豎直平面內,并且處于水平向右地勻強電場E與垂直于紙面向外地勻強磁場B．環(huán)上套有一個質量為m地帶電小球,讓小球從與環(huán)心等高地P點由靜止釋放,恰好能滑到圓環(huán)地最高點A．求:（1）小球地帶電性質與帶電量．（2）小球運動過程對環(huán)地最大壓力．8,．威海一15．（10分）如圖所示,MN,PQ為間距L=0.5m足夠長地平行導軌,NQ⊥MN。導軌平面與水平面間地夾角θ=37°,NQ間連接有一個R=5Ω地電阻。有一勻強磁場垂直于導軌平面,磁感強度為B0=1T。將一根質量為m=0.05kg地金屬棒ab緊靠NQ放置在導軌上,且與導軌接觸良好,導軌與金屬棒地電阻均不計。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導軌向下運動過程始終與NQ平行。已知金屬棒與導軌間地動摩擦因數(shù)μ=0.5,當金屬棒滑行至cd處時已經(jīng)達到穩(wěn)定速度,cd距離NQ為s=1m。試解答以下問題:（g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）（1）請定性說明金屬棒在達到穩(wěn)定速度前地加速度與速度各如何變化？（2）當金屬棒滑行至cd處時回路地電流多大？（3）金屬棒達到地穩(wěn)定速度是多大？（4）若將金屬棒滑行至cd處地時刻記作t=0,從此時刻起,讓磁感強度逐漸減小,可使金屬棒不產生感應電流,則磁感強度B應怎樣隨時間t變化（寫出B與t地關系式）?9,．威海一17．（12分）如圖4所示,在以O為圓心,半徑為R=10地圓形區(qū)域內,有一個水平方向地勻強磁場,磁感應強度大小為B=0.1T,方向垂直紙面向外。豎直平行放置地兩金屬板A,K相距為d=20mm,連在如圖所示地電路,電源電動勢E=91V,內阻r=1Ω定值電阻R=10Ω,滑動變阻器R地最大阻值12為80Ω,S,S為A,K板上地兩上小孔,且S,S跟O點在垂直極板1122地同一直線上,OS2=2R,另有一水平放置地足夠長地熒光屏D,O點跟熒光屏D之間地距離為H=2R。比荷為2×105C/kg地正離子流由S進入電場后,通過S向磁場心射去,通過磁場后落到熒光屏D12上。離子進入電場地初速度,重力,離子之間地作用力均可忽略不計。問:（1）請分段描述正離子自S1到熒光屏D地運動情況。（2）如果正離子垂直打在熒光屏上,電壓表地示數(shù)多大？（3）調節(jié)滑動變阻器滑片P地位置,正離子到達熒光屏地最大范圍多大？10．濰坊市17．(12分)如圖甲所示,偏轉電場地兩個平行極板水平放置,板長L=0．08m,板距足夠大,兩板地右側有水平寬度l=0．06m,豎直寬度足夠大地有界勻強磁場．一個比荷為地帶負電粒子(其重力不計)以vo=8X105m/s速度從兩板間沿與板平行地方向射偏轉電場,進入偏轉電場時,偏轉電場地場強恰好按圖乙所示地規(guī)律變化,粒子離開偏轉電場后進入勻強磁場,最終垂直磁場右邊界射出．求:(1)粒子在磁場運動地速率v;(2)粒子在磁場運動地軌道半徑R;(3)磁場地磁感應強度B11,．鄆城實驗學15．（10分）如圖所示,一絕緣圓環(huán)軌道位于豎直平面內,半徑為R,空心內徑遠小于R,以圓環(huán)圓心O為原點在環(huán)面建立平面直角坐標系xoy,在第四象限加一豎直向下地勻強電場,其它象限加垂直環(huán)面向外地勻強磁場．一帶電量為+q,質量為m地小球在軌道內從b點由靜止釋放,小球剛好能順時針沿圓環(huán)軌道做圓周運動,求:（1）勻強電場地電場強度E（2）若小球第二次到達最高點a時恰好對軌道無壓力,求磁感應強度B．12,．鄆城實驗學16．（12分）如圖（甲）所示,一正方形金屬線框放置在絕緣地光滑水平面上,并位于一豎直向下地有界勻強磁場區(qū)域內,線框地右邊緊貼著磁場地邊界,從t＝0時開始,對線框施加一水平向右地外力F,使線框從靜止開始做勻加速直線運動,在時刻穿出磁場．已知外力F隨時間變化地圖像如圖（乙）所示（圖地,均為已知量）,線框地質量為m,電阻為R,．試求（1）線框在磁場運動地加速度;（2）勻強磁場地磁感應強度;（3）線框拉出磁場地過程通過線框橫截面地電荷量。13,．棗莊市16．（9分）甲圖為質譜儀地原理圖。帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U地電場加速后,從G點垂直于MN進入偏轉磁場。該偏轉磁場是一個以直線MN為上邊界,方向垂直于