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第1頁(yè)(共1頁(yè))2024-2025學(xué)年上學(xué)期北京高二物理期末培優(yōu)卷2一.選擇題(共12小題,滿(mǎn)分36分,每小題3分)請(qǐng)閱讀下述文字,完成第13題、第14題、第15題。電源、電阻、電流表、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線(xiàn)連接成圖所示的電路。已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,電阻R=2.0Ω。閉合開(kāi)關(guān)S后,電流表示數(shù)I=1.00A。1.(3分)該電源的內(nèi)阻r為()A.1.0Ω B.1.5Ω C.2.0Ω D.3.0Ω2.(3分)(2020秋?渝中區(qū)校級(jí)期中)下列各圖中,電荷所受洛倫茲力方向正確的是()A. B. C. D.3.(3分)(2023春?淮安期末)如圖所示為探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的實(shí)驗(yàn)裝置。僅在下列哪種情況下線(xiàn)圈B中無(wú)感應(yīng)電流()A.開(kāi)關(guān)閉合瞬間 B.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 C.開(kāi)關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng) D.開(kāi)關(guān)閉合后,A從B中拔出4.(3分)(2020?湖北模擬)如圖所示,在三角形BAC內(nèi)充滿(mǎn)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出),AB邊長(zhǎng)度為d,∠B=∠C=π6.一群質(zhì)量均為m、電荷量均為q、速度大小均為v的帶正電粒子垂直AB邊射入磁場(chǎng),已知從AC邊射出且速度垂直于AC邊的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0,而在此邊射出的粒子,在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)最長(zhǎng)時(shí)間為54A.粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為4t0 B.該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為πm2qC.題中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子射出點(diǎn)距A點(diǎn)d2D.粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小為35.(3分)(2019秋?昌平區(qū)期末)把一段通電直導(dǎo)線(xiàn)懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中O點(diǎn),并建立空間直角坐標(biāo)系,如圖所示。直導(dǎo)線(xiàn)沿z軸方向放置時(shí)不受力;直導(dǎo)線(xiàn)中電流方向沿x軸正方向時(shí)受到沿y軸正方向的力。由此可知該磁場(chǎng)的方向?yàn)椋ǎ〢.z軸正方向 B.z軸負(fù)方向 C.x軸負(fù)方向 D.y軸正方向6.(3分)如圖所示的電路,電源的內(nèi)阻為r,R1為滑動(dòng)變阻器,R2,R3,R4為定值電阻,R4>r,G為指針可左右偏轉(zhuǎn)的靈敏電流計(jì),電路接通后,電容器兩極板間的小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。則下列說(shuō)法正確的是()A.將電容器的上極板向上稍微移動(dòng)些,靈敏電流計(jì)的指針靜止不動(dòng) B.將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)些,外電路消耗的電功率一定增大 C.將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)些,流過(guò)定值電阻R1的電流變化量的絕對(duì)值大于流過(guò)定值電阻R3的電流變化量的絕對(duì)值 D.將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)些,R1兩端電壓變化量的絕對(duì)值與流過(guò)R1的電流變化量的絕對(duì)值的比值減小7.(3分)(2020?5月份模擬)如圖中甲、乙、丙所示,光滑軌道水平放置且固定不動(dòng),軌道上質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab可自由滑動(dòng)。圖甲中的電容器C原來(lái)不帶電,軌道和導(dǎo)體棒的電阻忽略不計(jì)。有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)所有裝置,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),間距為L(zhǎng).現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個(gè)向右的初速度v0,則()A.圖甲中ab最終靜止 B.圖乙中ab最終向右勻速運(yùn)動(dòng) C.圖丙中ab最終向右勻速運(yùn)動(dòng) D.圖乙中流過(guò)電阻R的總電荷量為m8.(3分)(2020秋?新余期末)如圖所示,a、b兩離子同時(shí)沿水平放置的兩平行金屬板的中心軸從左、右射入兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)中(電場(chǎng)方向與兩板垂直),并恰好在圖中M點(diǎn)相遇,不計(jì)離子重力和離子間相互作用。則()A.兩離子的比荷一定相等 B.兩離子剛進(jìn)入電場(chǎng)的初速度大小一定相等 C.到相遇時(shí)電場(chǎng)力對(duì)兩離子做功一定相等 D.兩離子電性一定相反9.(3分)(2023?南昌二模)如圖所示,四分之一圓周區(qū)域MON內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),P點(diǎn)為半徑ON的中點(diǎn)?,F(xiàn)有兩個(gè)帶電粒子a、b,以相同的速度先后從P點(diǎn)沿OM方向射入磁場(chǎng),并分別從M、N兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子所受重力及粒子間相互作用。則粒子a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期之比為()A.5:1 B.1:5 C.2:3 D.3:210.(3分)(2020秋?龍崗區(qū)期末)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù),它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能,圖是它的示意圖。平行金屬板A、B之間有一個(gè)很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量正、負(fù)帶電粒子)垂直于磁場(chǎng)B且平行于A、B板平面的方向噴入磁場(chǎng),每個(gè)離子的速度為v,電荷量大小為q,A、B兩板間距為d,裝置穩(wěn)定時(shí)下列說(shuō)法中正確的是()A.B板的電勢(shì)比A板的高 B.圖中通過(guò)電阻R的電流方向是向下的 C.離子只受到電場(chǎng)力作用 D.圖中電阻R兩端電壓為Bvq11.(3分)(2024春?番禺區(qū)校級(jí)期中)如圖,在平行板器件中,電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直。一帶電粒子(重力不計(jì))從左端以速度v沿虛線(xiàn)射入后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則該帶電粒子()A.一定帶正電 B.一定帶負(fù)電 C.速度大小v=BD.若此粒子從右端沿虛線(xiàn)方向以速度v射入,將做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)12.(3分)(2023秋?東莞市月考)如圖所示,帶箭頭的實(shí)線(xiàn)表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn),虛線(xiàn)表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面。A、B為電場(chǎng)中兩點(diǎn)。下列說(shuō)法中正確的是()A.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高 B.正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 C.負(fù)電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功 D.負(fù)電荷在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力二.選擇題(共3小題,滿(mǎn)分9分,每小題3分)13.(3分)(2017?張家口模擬)如圖所示,AOB為一邊界為1/4圓的勻強(qiáng)磁場(chǎng),O點(diǎn)為圓心,D點(diǎn)為邊界OB的中點(diǎn),C點(diǎn)為邊界上一點(diǎn),且CD∥AO.現(xiàn)有兩個(gè)帶正電粒子1、2,它們的比荷之比為1:2,射入磁場(chǎng)的速率之比為1:2,其中粒子1從A點(diǎn)正對(duì)圓心射入,恰從B點(diǎn)射出,粒子2從C點(diǎn)沿CD射入,從某點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),不計(jì)重力及粒子間的相互作用,則()A.粒子2必在B、C之間(不含B、C)某點(diǎn)射出磁場(chǎng) B.粒子2必在D、B之間(不含D、B)某點(diǎn)射出磁場(chǎng) C.粒子1與粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間之比為3:2 D.粒子1與粒子2的速度偏轉(zhuǎn)角度之比為3:2(多選)14.(3分)(2024春?濰坊期末)如圖所示,帶電量為+q的小球被絕緣棒固定在O點(diǎn),右側(cè)有固定在水平面上、傾角為30°的光滑絕緣斜面。將質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量為+q的小滑塊從斜面上A點(diǎn)靜止釋放,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)加速度為零,后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)。已知O、A兩點(diǎn)等高,OA=OD=32m,OD⊥OB,OC⊥AD,重力加速度大小取g=10m/s2,靜電力常量k=9×109N?m2/CA.經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最小 B.從A到D過(guò)程中電勢(shì)能和動(dòng)能之和變小 C.電荷量q為16D.在D點(diǎn)時(shí)的速度為15(多選)15.(3分)(2023秋?海淀區(qū)校級(jí)期中)在如圖所示的U﹣I圖中,直線(xiàn)a為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系,直線(xiàn)b為某電阻R的電壓與電流的關(guān)系?,F(xiàn)用該電源直接與電阻R連接成閉合電路,由圖可知()A.該電阻的阻值為2.0Ω B.該電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0V,內(nèi)阻為0.5Ω C.該電源的路端電壓為4.0V,輸出功率為4.0W D.選一個(gè)R=1.0Ω的電阻與該電源組成閉合回路,電源的輸出功率一定相等三.實(shí)驗(yàn)題(共2小題,滿(mǎn)分15分)16.(6分)(2023秋?安徽月考)在“觀(guān)察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)將直流8V電源、電容器C、電阻箱、電壓表、電流傳感器、計(jì)算機(jī)及單刀雙擲開(kāi)關(guān)組裝成如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)用電壓表測(cè)量電容器兩端的電壓,電壓表的正接線(xiàn)柱應(yīng)與(填“a”或“b”)端相連。(2)將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與“1”端相接,此時(shí)電源給電容器充電。在此過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)(填正確選項(xiàng)序號(hào))。A.先增大,隨后逐漸穩(wěn)定在3VB.先增大后減小C.迅速增大,隨后逐漸穩(wěn)定在8V(3)上述過(guò)程中,傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī),屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I﹣t圖像如圖2所示,曲線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍面積等于電荷量。估算出該次充電完成后電容器上的電荷量q=C,電容器的電容約為C=μF。(4)將電阻箱電阻由最大分別調(diào)節(jié)至R1和R2(R1>R2),先后兩次把開(kāi)關(guān)S由1端擲向2端,計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的I﹣t圖像如圖3中曲線(xiàn)Ⅰ和Ⅱ所示,則曲線(xiàn)Ⅰ對(duì)應(yīng)的電阻是(填“R1”或“R2”)。17.(9分)(2021?南開(kāi)區(qū)二模)某小組同學(xué)在做“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí),選用了一節(jié)新干電池(電池上標(biāo)注的電動(dòng)勢(shì)為1V,內(nèi)阻小于1Ω)。除新干電池外,實(shí)驗(yàn)室還提供了以下實(shí)驗(yàn)器材:A.電阻箱R(0~99.9Ω)B.電流表A(量程為1mA,內(nèi)阻rA=100Ω)C.定值電阻R1=2900ΩD.定值電阻R2=1900ΩE.定值電阻R3=1800ΩF.定值電阻R4=1.0ΩG.開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線(xiàn)若干①小華同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路,若將電流表A與電阻Rx串聯(lián)后當(dāng)作電壓表使用,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差同時(shí)方便讀數(shù)與計(jì)算,電路中的電阻Rx應(yīng)選用,電阻Ry應(yīng)選用(填“RI”、“R2”、“R3”或“R4”)。②閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,記錄多組電阻箱接入電路的阻值R及對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)為了便于處理數(shù)據(jù)和減小實(shí)驗(yàn)誤差,可直接尋找I與R的關(guān)系,作出1I-1R關(guān)系圖像若作出的圖像中直線(xiàn)斜率k=1.95×103Ω/A,縱軸截距b=1.30×103A﹣1,則電池的電動(dòng)勢(shì)E=V、內(nèi)阻r=四.解答題(共5小題,滿(mǎn)分40分)18.(7分)如圖所示,長(zhǎng)l=1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10﹣6C,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=3.0×103N/C,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)小球的質(zhì)量;(2)若剪斷細(xì)繩,則經(jīng)過(guò)1s小球獲得的速度大??;(3)若撤去電場(chǎng),則小球到達(dá)最低點(diǎn)對(duì)細(xì)繩的拉力大小。19.(7分)(2020秋?焦作期中)在課外探究活動(dòng)中,某同學(xué)將開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)、電流表和電阻箱串聯(lián)后接到直流電源上。將電阻箱接入電路的阻值調(diào)到R1=19Ω時(shí),閉合開(kāi)關(guān)后,電動(dòng)機(jī)并沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)電電流表的讀數(shù)I1=0.45A;此后,調(diào)整電阻箱接入電路的阻值,當(dāng)電阻箱接入電路的阻值R2=10Ω時(shí),電動(dòng)機(jī)正常工作,電流表的讀數(shù)I2=0.65A。已知直流電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈阻值r=1.0Ω,電流表為理想電表,直流電源的內(nèi)阻不計(jì)。求:(1)直流電源的電動(dòng)勢(shì)E和電動(dòng)機(jī)的額定電壓U;(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的機(jī)械功率P(保留兩位有效數(shù)字)。20.(7分)(2019秋?太和縣校級(jí)期末)如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì);導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=1kg,電阻R0=0.9Ω,與導(dǎo)軌接觸良好;電源電動(dòng)勢(shì)E=5V,內(nèi)阻r=0.1Ω,電阻R=4Ω;外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成α=37°角,取重力加速度g=10m/s2,ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)ab受到的安培力大?。唬?)ab受到的靜摩擦力大小。21.(8分)(2023秋?朝陽(yáng)區(qū)期末)某質(zhì)譜儀原理如圖所示,Ⅰ為粒子加速器,加速電壓為U1;Ⅱ?yàn)樗俣冗x擇器,磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,兩板間距離為d;Ⅲ為偏轉(zhuǎn)分離器,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力),初速度為0,經(jīng)加速后,該粒子恰能通過(guò)速度選擇器,粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求:(1)粒子進(jìn)入速度選擇器的速度大小v。(2)速度選擇器的兩板間的電壓U2。(3)粒子在分離器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。22.(11分)(2019?浙江學(xué)業(yè)考試)在一傾角為θ=37°的粗糙導(dǎo)軌上平行放置了一質(zhì)量為m=0.02kg的通電細(xì)桿ab,空間中有B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下,如圖所示,已知導(dǎo)軌的寬度d=0.2m,桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4。(1)判斷桿ab受到安培力方向(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭,使桿ab靜止不動(dòng),通過(guò)ab桿的電流最大是多少?(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭,使桿ab靜止不動(dòng),通過(guò)ab桿的電流最小為多少?
2024-2025學(xué)年上學(xué)期北京高二物理期末典型卷2參考答案與試題解析一.選擇題(共12小題,滿(mǎn)分36分,每小題3分)請(qǐng)閱讀下述文字,完成第13題、第14題、第15題。電源、電阻、電流表、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線(xiàn)連接成圖所示的電路。已知電源的電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,電阻R=2.0Ω。閉合開(kāi)關(guān)S后,電流表示數(shù)I=1.00A。1.(3分)該電源的內(nèi)阻r為()A.1.0Ω B.1.5Ω C.2.0Ω D.3.0Ω【考點(diǎn)】閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;恒定電流專(zhuān)題;分析綜合能力.【答案】A【分析】由閉合電路的歐姆定律可以求出電源內(nèi)阻?!窘獯稹拷猓河砷]合電路歐姆定律I=ER+r可得電源內(nèi)阻r=EI-R=3.01.00Ω﹣2.00Ω=故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了電路電流,應(yīng)用閉合電路歐姆定律即可正確解題。2.(3分)(2020秋?渝中區(qū)校級(jí)期中)下列各圖中,電荷所受洛倫茲力方向正確的是()A. B. C. D.【考點(diǎn)】左手定則判斷安培力的方向;洛倫茲力的概念.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用;理解能力.【答案】B【分析】帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),所受洛倫茲力方向由左手定則進(jìn)行判斷,伸開(kāi)左手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線(xiàn)進(jìn)入手心,并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向或者負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向,這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)左手定則可知:A、圖中為正電荷,故粒子受到的洛倫茲力方向應(yīng)該向上,故A錯(cuò)誤;B、圖中電荷的速度方向、磁場(chǎng)方向和電荷的受力方向之間的關(guān)系符合左手定則,故B正確;CD、兩圖中電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向在一條線(xiàn)上,故均不受洛倫茲力,故CD錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受洛倫茲力的條件以及左手定則的熟練應(yīng)用是對(duì)學(xué)生的基本要求,同時(shí)注意當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感線(xiàn)平行時(shí)帶電粒子不受洛倫茲力。3.(3分)(2023春?淮安期末)如圖所示為探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的實(shí)驗(yàn)裝置。僅在下列哪種情況下線(xiàn)圈B中無(wú)感應(yīng)電流()A.開(kāi)關(guān)閉合瞬間 B.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間 C.開(kāi)關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng) D.開(kāi)關(guān)閉合后,A從B中拔出【考點(diǎn)】研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象.【專(zhuān)題】信息給予題;定性思想;推理法;電磁感應(yīng)——功能問(wèn)題;理解能力.【答案】C【分析】根據(jù)題意逐項(xiàng)分析穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量是否發(fā)生變化,再根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件分析作答?!窘獯稹拷猓篈BD.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,開(kāi)關(guān)閉合瞬間,穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量從無(wú)到有,穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量增大;斷開(kāi)的瞬間,穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量從有到無(wú),穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量減?。婚_(kāi)關(guān)閉合時(shí),拔出線(xiàn)圈A的瞬間,B線(xiàn)圈中的磁通量減??;綜上分析,開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)的瞬間,或者開(kāi)關(guān)閉合時(shí),拔出線(xiàn)圈A的瞬間,穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量都發(fā)生了變化,因此線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故ABD錯(cuò)誤;C.開(kāi)關(guān)閉合,滑動(dòng)變阻器不動(dòng)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量不發(fā)生變化,線(xiàn)圈中沒(méi)有感應(yīng)電流,故C正確;故選:C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件的運(yùn)用;知道感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是電路要閉合,穿過(guò)閉合回路的磁通量要發(fā)生變化,關(guān)鍵在于磁通量發(fā)生變化。4.(3分)(2020?湖北模擬)如圖所示,在三角形BAC內(nèi)充滿(mǎn)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出),AB邊長(zhǎng)度為d,∠B=∠C=π6.一群質(zhì)量均為m、電荷量均為q、速度大小均為v的帶正電粒子垂直AB邊射入磁場(chǎng),已知從AC邊射出且速度垂直于AC邊的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0,而在此邊射出的粒子,在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)最長(zhǎng)時(shí)間為54A.粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為4t0 B.該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為πm2qC.題中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子射出點(diǎn)距A點(diǎn)d2D.粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小為3【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng);牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】C【分析】作出垂直于AC邊射出的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)找到圓心角,以此求解周期;根據(jù)周期公式T=2πm作出運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,結(jié)合題中所給的時(shí)間求解出圓心角,根據(jù)幾何知識(shí)求解射出點(diǎn)距A點(diǎn)的距離;對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子,根據(jù)x=vt,求解出弧長(zhǎng),以此求出速度。【解答】解:A、帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),垂直于AC邊射出的粒子其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知,A點(diǎn)為該粒子的圓心,所以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心角為120°,其運(yùn)動(dòng)時(shí)間是周期的13故13所以粒子運(yùn)動(dòng)的周期為:T=3t0,故A錯(cuò)誤;B、因?yàn)橹芷赥=2πm所以磁感應(yīng)強(qiáng)度為:B=2πmqT=C、設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為θ,如圖所示:,則有:θ2π得θ=5π設(shè)軌道半徑為R,根據(jù)幾何知識(shí)有:Rsin30°可得R=3則射出點(diǎn)距A:x=R2cos30°D、根據(jù)5t解得v=2πd(6+3故選:C。【點(diǎn)評(píng)】解決該題的關(guān)鍵是能正確作出在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,能根據(jù)幾何知識(shí)求解相應(yīng)的長(zhǎng)度,熟記圓周運(yùn)動(dòng)的周期和半徑的公式。5.(3分)(2019秋?昌平區(qū)期末)把一段通電直導(dǎo)線(xiàn)懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中O點(diǎn),并建立空間直角坐標(biāo)系,如圖所示。直導(dǎo)線(xiàn)沿z軸方向放置時(shí)不受力;直導(dǎo)線(xiàn)中電流方向沿x軸正方向時(shí)受到沿y軸正方向的力。由此可知該磁場(chǎng)的方向?yàn)椋ǎ〢.z軸正方向 B.z軸負(fù)方向 C.x軸負(fù)方向 D.y軸正方向【考點(diǎn)】左手定則判斷安培力的方向.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用;理解能力.【答案】B【分析】依據(jù)通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)平行時(shí),不存在磁場(chǎng)力,當(dāng)兩者不平行時(shí),存在磁場(chǎng)力,根據(jù)左手定則,即可判定。【解答】解:直導(dǎo)線(xiàn)沿z軸方向放置時(shí)不受力,說(shuō)明磁場(chǎng)方向沿著z軸方向;當(dāng)直導(dǎo)線(xiàn)中電流方向沿x軸正方向時(shí)受到沿y軸正方向的力,依據(jù)左手定則,可知,該磁場(chǎng)的方向?yàn)閦軸負(fù)方向,故B正確,ACD錯(cuò)誤;故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】考查通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力應(yīng)用,掌握左手定則的內(nèi)容,理解磁場(chǎng)力存在的條件,注意左手定則與右手定則的區(qū)別。6.(3分)如圖所示的電路,電源的內(nèi)阻為r,R1為滑動(dòng)變阻器,R2,R3,R4為定值電阻,R4>r,G為指針可左右偏轉(zhuǎn)的靈敏電流計(jì),電路接通后,電容器兩極板間的小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。則下列說(shuō)法正確的是()A.將電容器的上極板向上稍微移動(dòng)些,靈敏電流計(jì)的指針靜止不動(dòng) B.將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)些,外電路消耗的電功率一定增大 C.將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)些,流過(guò)定值電阻R1的電流變化量的絕對(duì)值大于流過(guò)定值電阻R3的電流變化量的絕對(duì)值 D.將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)些,R1兩端電壓變化量的絕對(duì)值與流過(guò)R1的電流變化量的絕對(duì)值的比值減小【考點(diǎn)】含容電路的動(dòng)態(tài)分析;電容的概念、單位與物理意義.【專(zhuān)題】應(yīng)用題;定量思想;推理法;恒定電流專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】C【分析】分析電路結(jié)構(gòu),確定電容器兩端的電壓,根據(jù)平行板電容器的決定式分析電容變化,充放電的情況;根據(jù)電源輸出功率隨外電阻關(guān)系可知,外電路消耗的電功率的變化情況;根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合電源U﹣I特性確定R1兩端電壓變化量的絕對(duì)值與流過(guò)R1的電流變化量的絕對(duì)值的比值?!窘獯稹拷猓悍治鲭娐房芍?,電容器兩端電壓為滑動(dòng)變阻器兩端電壓,恒定不變;A、電容器的上極板向上稍微移動(dòng)些,則d增大,根據(jù)平行板電容器的決定式C=?S4πkd可知,電容C減小,則Q=CU,電荷量減小,電容器放電,靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),故B、將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)些,電阻變大,R4>r,根據(jù)電源輸出功率隨外電阻關(guān)系可知,外電路消耗的電功率一定減小,故B錯(cuò)誤;C、將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)觸頭向上移動(dòng)些,電阻變大,干路電流變小,流過(guò)電阻R3的電流減小,則并聯(lián)電路兩端的電壓增大,流過(guò)電阻R2的電流增大,流過(guò)電阻R1的電流減小,故流過(guò)定值電阻R1的電流變化量的絕對(duì)值大于流過(guò)定值電阻R3的電流變化量的絕對(duì)值,故C正確;D、將電阻R2、R3、R4看作電源內(nèi)阻,根據(jù)電源的U﹣I特性可知,R1兩端電壓變化量的絕對(duì)值與流過(guò)R1的電流變化量的絕對(duì)值的比值等于新內(nèi)阻,阻值不變,故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查閉合電路歐姆定律和電容的決定式,解題的關(guān)鍵是等效電源的分析,將電阻R2、R3、R4看作電源內(nèi)阻,根據(jù)電源的U﹣I特性可知,R1兩端電壓變化量的絕對(duì)值與流過(guò)R1的電流變化量的絕對(duì)值的比值不變。7.(3分)(2020?5月份模擬)如圖中甲、乙、丙所示,光滑軌道水平放置且固定不動(dòng),軌道上質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab可自由滑動(dòng)。圖甲中的電容器C原來(lái)不帶電,軌道和導(dǎo)體棒的電阻忽略不計(jì)。有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)所有裝置,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),間距為L(zhǎng).現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個(gè)向右的初速度v0,則()A.圖甲中ab最終靜止 B.圖乙中ab最終向右勻速運(yùn)動(dòng) C.圖丙中ab最終向右勻速運(yùn)動(dòng) D.圖乙中流過(guò)電阻R的總電荷量為m【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類(lèi)問(wèn)題;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;分析綜合能力.【答案】D【分析】圖甲中,導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流而使電容器充電,分析電路中電流的變化,即可判斷ab棒所受的安培力,確定ab棒的運(yùn)動(dòng)情況。圖乙中,導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流,通過(guò)電阻R轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,ab棒將做減速運(yùn)動(dòng);圖丙中,分析導(dǎo)體棒受到的安培力情況,判斷ab棒的運(yùn)動(dòng)情況;應(yīng)用動(dòng)量定理求出通過(guò)R的電荷量?!窘獯稹拷猓篈、圖甲中,導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流而使電容器充電,當(dāng)電容器C極板間電壓與導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí),電路中沒(méi)有電流,ab棒不受安培力,向右做勻速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;B、圖乙中,導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流流過(guò)電阻R產(chǎn)生焦耳熱,把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,ab棒機(jī)械能減少,速度減小,當(dāng)ab棒的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí),ab棒靜止,故B錯(cuò)誤;C、圖丙中,導(dǎo)體棒先受到向左的安培力作用向右做減速運(yùn)動(dòng),速度減為零后再在安培力作用下向左做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電源的電動(dòng)勢(shì)相等時(shí),電路中沒(méi)有電流,ab棒向左做勻速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D、設(shè)乙圖中導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的平均電流為I,平均安培力:F=BIL整個(gè)過(guò)程據(jù)動(dòng)量定理有:-FΔt=0﹣mv0,代入得﹣BIL×Δt=﹣mv0,電荷量:q=I×Δt=故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象動(dòng)態(tài)變化分析的問(wèn)題,分析安培力的變化是關(guān)鍵,根據(jù)合力和速度方向的關(guān)系判斷導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況。8.(3分)(2020秋?新余期末)如圖所示,a、b兩離子同時(shí)沿水平放置的兩平行金屬板的中心軸從左、右射入兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)中(電場(chǎng)方向與兩板垂直),并恰好在圖中M點(diǎn)相遇,不計(jì)離子重力和離子間相互作用。則()A.兩離子的比荷一定相等 B.兩離子剛進(jìn)入電場(chǎng)的初速度大小一定相等 C.到相遇時(shí)電場(chǎng)力對(duì)兩離子做功一定相等 D.兩離子電性一定相反【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題;電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】A【分析】帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),由于在M點(diǎn)相遇,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,根據(jù)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析AB項(xiàng),根據(jù)電場(chǎng)力做功分析C項(xiàng),兩離子受到的電場(chǎng)力方向均向下,從而分析電性?!窘獯稹拷猓篈.由于a、b兩離子同時(shí)射入電場(chǎng)且在M點(diǎn)相遇,故用時(shí)t相同,豎直方向位移y相同,由于a、b均在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向位移為:y=12a由牛頓第二定律:Eq=ma可知,a、b兩離子的qm相等,即兩離子的比荷一定相等,故AB.由于題目中沒(méi)有給定M點(diǎn)具體位置,則兩離子水平方向位移xa、xb大小關(guān)系無(wú)法確定,初速度va、vb的大小關(guān)系也就無(wú)法確定,故B錯(cuò)誤;C.電場(chǎng)力做功功W=Fy=Eqy,由于兩離子電荷q不一定相等,故做功W不一定相等,故C錯(cuò)誤;D.兩離子均向下偏轉(zhuǎn),受到的電場(chǎng)力方向均向下,故兩離子電性相同,故D錯(cuò)誤。故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),解題關(guān)鍵掌握類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,注意離子受力方向的判斷。9.(3分)(2023?南昌二模)如圖所示,四分之一圓周區(qū)域MON內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),P點(diǎn)為半徑ON的中點(diǎn)?,F(xiàn)有兩個(gè)帶電粒子a、b,以相同的速度先后從P點(diǎn)沿OM方向射入磁場(chǎng),并分別從M、N兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子所受重力及粒子間相互作用。則粒子a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期之比為()A.5:1 B.1:5 C.2:3 D.3:2【考點(diǎn)】帶電粒子在直線(xiàn)邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】A【分析】首先,設(shè)圓形磁場(chǎng)的半徑為R,畫(huà)出a、b兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)幾何關(guān)系求出兩個(gè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;其次,根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期與線(xiàn)速度以及半徑的關(guān)系求出兩個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的周期之比。【解答】解:設(shè)圓形磁場(chǎng)的半徑為R,畫(huà)出a、b兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡根據(jù)幾何關(guān)系可求出兩個(gè)粒子的軌跡半徑分別為:rb=解得r又因?yàn)門(mén)=可得兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期之比為:Ta:Tb=ra:rb=5:1,故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),解決本題的關(guān)鍵是根據(jù)幾何關(guān)系求出粒子的軌道半徑。10.(3分)(2020秋?龍崗區(qū)期末)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù),它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能,圖是它的示意圖。平行金屬板A、B之間有一個(gè)很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量正、負(fù)帶電粒子)垂直于磁場(chǎng)B且平行于A、B板平面的方向噴入磁場(chǎng),每個(gè)離子的速度為v,電荷量大小為q,A、B兩板間距為d,裝置穩(wěn)定時(shí)下列說(shuō)法中正確的是()A.B板的電勢(shì)比A板的高 B.圖中通過(guò)電阻R的電流方向是向下的 C.離子只受到電場(chǎng)力作用 D.圖中電阻R兩端電壓為Bvq【考點(diǎn)】磁流體發(fā)電機(jī).【專(zhuān)題】定性思想;推理法;帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】A【分析】等離子體進(jìn)入磁場(chǎng),由于受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn),根據(jù)左手定則判斷出正負(fù)離子偏轉(zhuǎn)的方向,從而確定極板帶電的正負(fù).最終離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡,根據(jù)平衡求出電源的電動(dòng)勢(shì),結(jié)合閉合電路的歐姆定律求得電阻R兩端的電壓.【解答】解:A、等離子體進(jìn)入磁場(chǎng)后,根據(jù)左手定則,知正離子向下偏,負(fù)離子向上偏,所以B板帶正電,A板帶負(fù)電,故B板的電勢(shì)比A板的高,故A正確;B、根據(jù)閉合電路可知,通過(guò)電阻R的電流方向是向上的,故B錯(cuò)誤;CD、最終離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下處于平衡,有:qUd=qvB.電動(dòng)勢(shì)E=U=Bvd.設(shè)磁流體發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻為r,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,路端電壓U'故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵會(huì)根據(jù)左手定則判斷洛倫茲力的方向,以及知道最終離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡.11.(3分)(2024春?番禺區(qū)校級(jí)期中)如圖,在平行板器件中,電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直。一帶電粒子(重力不計(jì))從左端以速度v沿虛線(xiàn)射入后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則該帶電粒子()A.一定帶正電 B.一定帶負(fù)電 C.速度大小v=BD.若此粒子從右端沿虛線(xiàn)方向以速度v射入,將做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)【考點(diǎn)】速度選擇器.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】D【分析】根據(jù)左手定則判斷粒子所受洛倫茲力的方向,根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)方向判斷粒子所受電場(chǎng)力的方向,根據(jù)平衡條件可以得到粒子的速度;當(dāng)粒子從右端射入時(shí),粒子所受洛倫茲力和電場(chǎng)力方向相同?!窘獯稹拷猓篈BC.粒子從左射入,不論帶正電還是負(fù)電,根據(jù)左手定則可以判斷粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力的方向是相反的,電場(chǎng)力大小為F=qE洛倫茲力大小為F'=qvB兩個(gè)力平衡,則速度為v=即與粒子帶電性無(wú)關(guān),故ABC錯(cuò)誤;D.若此粒子從右端沿虛線(xiàn)方向進(jìn)入,電場(chǎng)力與洛倫茲力在同一方向,則粒子做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】會(huì)根據(jù)左手定則判斷粒子所受洛倫茲力的方向,以及根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的方向判斷粒子所受電場(chǎng)力方向是解題的關(guān)鍵。12.(3分)(2023秋?東莞市月考)如圖所示,帶箭頭的實(shí)線(xiàn)表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn),虛線(xiàn)表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面。A、B為電場(chǎng)中兩點(diǎn)。下列說(shuō)法中正確的是()A.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高 B.正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 C.負(fù)電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功 D.負(fù)電荷在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力【考點(diǎn)】等勢(shì)面及其與電場(chǎng)線(xiàn)的關(guān)系;電場(chǎng)線(xiàn)的定義及基本特征;電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】C【分析】AB、根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面,分析A、B兩點(diǎn)電勢(shì)的高低,利用電勢(shì)能的定義式判斷正電荷在A、B兩點(diǎn)電勢(shì)能的高低;C、根據(jù)A、B兩點(diǎn)電勢(shì)的高低,可知負(fù)電荷在A、B兩點(diǎn)電勢(shì)能高低,根據(jù)功能關(guān)系可知電場(chǎng)力做功的正負(fù);D、根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,可知A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系,則可知電場(chǎng)力的大小關(guān)系。【解答】解:AB、根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面,由圖可知φA<φB,由電勢(shì)能EP=φq,可知正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,故AB錯(cuò)誤;C、已知φA<φB,則負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,由功能關(guān)系可知負(fù)電荷由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功,故C正確;D、電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,可知EA>EB,則負(fù)電荷在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力,故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了等勢(shì)面和電場(chǎng)線(xiàn)的關(guān)系、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系,解題的關(guān)鍵是知道電場(chǎng)線(xiàn)由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面,電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。二.選擇題(共3小題,滿(mǎn)分9分,每小題3分)13.(3分)(2017?張家口模擬)如圖所示,AOB為一邊界為1/4圓的勻強(qiáng)磁場(chǎng),O點(diǎn)為圓心,D點(diǎn)為邊界OB的中點(diǎn),C點(diǎn)為邊界上一點(diǎn),且CD∥AO.現(xiàn)有兩個(gè)帶正電粒子1、2,它們的比荷之比為1:2,射入磁場(chǎng)的速率之比為1:2,其中粒子1從A點(diǎn)正對(duì)圓心射入,恰從B點(diǎn)射出,粒子2從C點(diǎn)沿CD射入,從某點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),不計(jì)重力及粒子間的相互作用,則()A.粒子2必在B、C之間(不含B、C)某點(diǎn)射出磁場(chǎng) B.粒子2必在D、B之間(不含D、B)某點(diǎn)射出磁場(chǎng) C.粒子1與粒子2在磁場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間之比為3:2 D.粒子1與粒子2的速度偏轉(zhuǎn)角度之比為3:2【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng).【專(zhuān)題】應(yīng)用題;定性思想;圖析法;方程法;帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題.【答案】D【分析】粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,應(yīng)用牛頓第二定律求出粒子的軌道半徑,作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)與牛頓第二定律分析答題.【解答】解:粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=mv2r,解得:r由題意可知,兩粒子的比荷之比為1:2,射入磁場(chǎng)的速率之比為1:2,則它們的軌道半徑相等,即:r1=r2,A、粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,粒子1從A點(diǎn)正對(duì)圓心射入,恰從B點(diǎn)射出,粒子在你磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心角為90°,粒子軌道半徑等于BO,粒子2從C點(diǎn)沿CD射入其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,設(shè)對(duì)應(yīng)的圓心為O1,運(yùn)動(dòng)軌道半徑也為:BO=R,連接O1C、O1B,O1COB是平行四邊形,O1B=CO,則粒子2一定從B點(diǎn)射出磁場(chǎng),故AB錯(cuò)誤;C、粒子1的速度偏角,粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角θ1=90°,連接PB,可知P為O1C的中點(diǎn),由數(shù)學(xué)知識(shí)可知,θ2=∠BO1P=60°,兩粒子的速度偏角不同,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期:T=2πmqB,由于兩粒子的比荷之比為1:2,則:t=θ2πT,它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比:t1t2=θ1T1θ2T2=90°60°×21=31,粒子故選:D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)、周期公式即可正確解題.(多選)14.(3分)(2024春?濰坊期末)如圖所示,帶電量為+q的小球被絕緣棒固定在O點(diǎn),右側(cè)有固定在水平面上、傾角為30°的光滑絕緣斜面。將質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量為+q的小滑塊從斜面上A點(diǎn)靜止釋放,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)加速度為零,后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)。已知O、A兩點(diǎn)等高,OA=OD=32m,OD⊥OB,OC⊥AD,重力加速度大小取g=10m/s2,靜電力常量k=9×109N?m2/CA.經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最小 B.從A到D過(guò)程中電勢(shì)能和動(dòng)能之和變小 C.電荷量q為16D.在D點(diǎn)時(shí)的速度為15【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;動(dòng)能定理的應(yīng)用專(zhuān)題;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專(zhuān)題;分析綜合能力.【答案】AC【分析】A.小滑塊由A到C電場(chǎng)力做負(fù)功,機(jī)械能減小,由C到D電場(chǎng)力做正功,機(jī)械能增大,由此判斷經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)機(jī)械能;B.小滑塊由A到B電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,速度增大,動(dòng)能增大,由此判斷電勢(shì)能和動(dòng)能之和;C.在B點(diǎn)沿斜面方向受力分析,根據(jù)加速度為零和邊角關(guān)系求出電荷量;D.小滑塊由A到C電場(chǎng)力做負(fù)功,由C到D電場(chǎng)力做正功,根據(jù)動(dòng)能定理求出在D點(diǎn)時(shí)的速度?!窘獯稹拷猓篈.小滑塊由A到C電場(chǎng)力做負(fù)功,機(jī)械能減小,由C到D電場(chǎng)力做正功,機(jī)械能增大,所以經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最小,故A正確;B.小滑塊由A到B電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,速度增大,動(dòng)能增大,所以電勢(shì)能和動(dòng)能之和增大,故B錯(cuò)誤;C.由題意知小滑塊在B點(diǎn)處的加速度為零,沿斜面方向受力分析mgsin30°OB=ODtan∠ODC由于OA=OD則∠ODC=∠OAC=30°解得q=1故C正確;D.小滑塊由A到C電場(chǎng)力做負(fù)功,由C到D電場(chǎng)力做正功,即小滑塊在A、D兩點(diǎn)電勢(shì)能相等,根據(jù)mghhAD=ADsin30°=2CD?sin30°=2ODcos30°?sin30°解得v=15故D錯(cuò)誤。故選:AC。【點(diǎn)評(píng)】考查動(dòng)能定理和電場(chǎng)力做功問(wèn)題,明確電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的關(guān)系,根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。(多選)15.(3分)(2023秋?海淀區(qū)校級(jí)期中)在如圖所示的U﹣I圖中,直線(xiàn)a為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系,直線(xiàn)b為某電阻R的電壓與電流的關(guān)系?,F(xiàn)用該電源直接與電阻R連接成閉合電路,由圖可知()A.該電阻的阻值為2.0Ω B.該電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0V,內(nèi)阻為0.5Ω C.該電源的路端電壓為4.0V,輸出功率為4.0W D.選一個(gè)R=1.0Ω的電阻與該電源組成閉合回路,電源的輸出功率一定相等【考點(diǎn)】閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;電功和電功率的計(jì)算.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;恒定電流專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】CD【分析】由圖象a可知電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0V,短路電流為3.0A;由圖象b可得外電路電阻R為4Ω,兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)即為電阻R和電源構(gòu)成閉合回路時(shí)的外電壓和干路電流。【解答】解:A、由b圖可知電阻R=UI=4.01.0Ω=B、由a可知電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0V,短路電流為I0=3.0A,則r=EI0=6.03.0ΩC、兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)即為電阻R和電源構(gòu)成閉合回路時(shí)的外電壓和干路電流,即U=4.0V,I=1.0A,則P出=UI=4×1W=4.0W,故C正確;D、當(dāng)外電阻R=1.0Ω時(shí),電路的電流為I′=電源的輸出功率為:P出′=I′2R=2.02×1.0W=4.0W可見(jiàn):P出′=P出,故選一個(gè)R=1.0Ω的電阻與該電源組成閉合回路,電源的輸出功率一定相等,故D正確。故選:CD。【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)U﹣I圖象Ⅰ正確讀出電源的電動(dòng)勢(shì)和短路電流,根據(jù)U﹣I圖象正確讀出外電路兩端的電壓和流過(guò)電阻的電流,是解決此類(lèi)問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)。三.實(shí)驗(yàn)題(共2小題,滿(mǎn)分15分)16.(6分)(2023秋?安徽月考)在“觀(guān)察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)將直流8V電源、電容器C、電阻箱、電壓表、電流傳感器、計(jì)算機(jī)及單刀雙擲開(kāi)關(guān)組裝成如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路。回答下列問(wèn)題:(1)用電壓表測(cè)量電容器兩端的電壓,電壓表的正接線(xiàn)柱應(yīng)與a(填“a”或“b”)端相連。(2)將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與“1”端相接,此時(shí)電源給電容器充電。在此過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)C(填正確選項(xiàng)序號(hào))。A.先增大,隨后逐漸穩(wěn)定在3VB.先增大后減小C.迅速增大,隨后逐漸穩(wěn)定在8V(3)上述過(guò)程中,傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī),屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I﹣t圖像如圖2所示,曲線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍面積等于電荷量。估算出該次充電完成后電容器上的電荷量q=2.88×10﹣3C,電容器的電容約為C=360μF。(4)將電阻箱電阻由最大分別調(diào)節(jié)至R1和R2(R1>R2),先后兩次把開(kāi)關(guān)S由1端擲向2端,計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的I﹣t圖像如圖3中曲線(xiàn)Ⅰ和Ⅱ所示,則曲線(xiàn)Ⅰ對(duì)應(yīng)的電阻是R2(填“R1”或“R2”)?!究键c(diǎn)】觀(guān)察電容器及其充、放電現(xiàn)象.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;電容器專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】(1)a;(2)C;(3)2.88×10﹣3;360;(4)R2【分析】(1)根據(jù)電路構(gòu)造的分析得出正接線(xiàn)柱的位置;(2)理解電容器的充電特點(diǎn)并由此分析出電壓表的示數(shù);(3)理解圖像的物理意義,由此得出電容器的電荷量,并結(jié)合電容的計(jì)算公式得出電容的大?。唬?)理解圖像的物理意義,結(jié)合歐姆定律得出對(duì)應(yīng)的電阻。【解答】解:(1)電容器的上極板充上正電荷,電壓表正接線(xiàn)柱應(yīng)接a端;(2)發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)迅速增大,隨著兩極板充有的電荷量越來(lái)越多,極板間電勢(shì)差越來(lái)越大,隨后逐漸穩(wěn)定在8V,故AB錯(cuò)誤,C正確;故選:C。(3)I﹣t圖像中,圖像和坐標(biāo)軸所圍成的面積即為q,(數(shù)格,大于或等于半格算一格,小于半格忽略。)則q=36×0.2×0.4×10﹣3C=2.88×10﹣3C根據(jù)電容的計(jì)算公式可得:C=q(4)放電瞬間電流最大值I=U由于IⅠ>IⅡ,曲線(xiàn)Ⅰ對(duì)應(yīng)的電阻是R2。故答案為:(1)a;(2)C;(3)2.88×10﹣3;360;(4)R2【點(diǎn)評(píng)】本題以“觀(guān)察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)為背景,考查學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?7.(9分)(2021?南開(kāi)區(qū)二模)某小組同學(xué)在做“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí),選用了一節(jié)新干電池(電池上標(biāo)注的電動(dòng)勢(shì)為1V,內(nèi)阻小于1Ω)。除新干電池外,實(shí)驗(yàn)室還提供了以下實(shí)驗(yàn)器材:A.電阻箱R(0~99.9Ω)B.電流表A(量程為1mA,內(nèi)阻rA=100Ω)C.定值電阻R1=2900ΩD.定值電阻R2=1900ΩE.定值電阻R3=1800ΩF.定值電阻R4=1.0ΩG.開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線(xiàn)若干①小華同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路,若將電流表A與電阻Rx串聯(lián)后當(dāng)作電壓表使用,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差同時(shí)方便讀數(shù)與計(jì)算,電路中的電阻Rx應(yīng)選用R2,電阻Ry應(yīng)選用R4(填“RI”、“R2”、“R3”或“R4”)。②閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,記錄多組電阻箱接入電路的阻值R及對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)為了便于處理數(shù)據(jù)和減小實(shí)驗(yàn)誤差,可直接尋找I與R的關(guān)系,作出1I-1R關(guān)系圖像若作出的圖像中直線(xiàn)斜率k=1.95×103Ω/A,縱軸截距b=1.30×103A﹣1,則電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.54V、內(nèi)阻r=【考點(diǎn)】測(cè)量普通電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.【專(zhuān)題】實(shí)驗(yàn)題;定量思想;推理法;恒定電流專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】①R2,R4;②1.54,0.502【分析】①改裝電壓表時(shí),電表與電阻串聯(lián),根據(jù)歐姆定律可計(jì)算對(duì)應(yīng)電阻,由于電源的內(nèi)阻較小,測(cè)量時(shí)電壓表的讀數(shù)變化不明顯,則需要略微增大電源的內(nèi)阻,所以電路中電阻Ry應(yīng)選用R4;②根據(jù)閉合電路歐姆定律得出電動(dòng)勢(shì)與電流的關(guān)系,變形后根據(jù)斜率與截距可求得E,r?!窘獯稹拷猓孩俑鶕?jù)電壓表的改裝原理,選定值電阻R1=2900Ω,則有U1=Ig(rA+R1)=1×10﹣3×(100+2900)V=3V選定值電阻R2=1900Ω,則有U2=Ig(rA+R2)=1×10﹣3×(100+1900)V=2V選定值電阻R3=1800Ω,則有U1=Ig(rA+R3)=1×10﹣3×(100+1800)V=1.9V所以為了減小實(shí)驗(yàn)誤差同時(shí)方便讀數(shù)與計(jì)算,電路中的電阻Rx應(yīng)選用R2.由于電源的內(nèi)阻較小,測(cè)量時(shí)電壓表的讀數(shù)變化不明顯,則需要略微增大電源的內(nèi)阻,所以電路中電阻Ry應(yīng)選用R4.②根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=I(rA+R2)+整理可得1I代入數(shù)據(jù)可得1I由式可知k=b=代入數(shù)據(jù)解得E≈1.54V,r=0.502Ω故答案為:①R2,R4;②1.54,0.502【點(diǎn)評(píng)】本題考查電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的測(cè)量,注意根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)等于外電壓與內(nèi)電壓之和,變形根據(jù)圖像求得。四.解答題(共5小題,滿(mǎn)分40分)18.(7分)如圖所示,長(zhǎng)l=1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10﹣6C,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=3.0×103N/C,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)小球的質(zhì)量;(2)若剪斷細(xì)繩,則經(jīng)過(guò)1s小球獲得的速度大小;(3)若撤去電場(chǎng),則小球到達(dá)最低點(diǎn)對(duì)細(xì)繩的拉力大小?!究键c(diǎn)】帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的受力平衡;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題;動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用;電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算.【專(zhuān)題】計(jì)算題;定量思想;推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題;推理論證能力;模型建構(gòu)能力.【答案】(1)小球的質(zhì)量為4×10﹣4kg;(2)若剪斷細(xì)繩,則經(jīng)過(guò)1s小球獲得的速度大小為12.5m/s;(3)若撤去電場(chǎng),則小球到達(dá)最低點(diǎn)對(duì)細(xì)繩的拉力大小為5.6×10﹣3N。【分析】(1)根據(jù)平衡條件列方程即可求解;(2)根據(jù)牛頓第二定律可以得到小球的加速度,然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以得到小球的速度;(3)先計(jì)算出小球到最低點(diǎn)時(shí)的速度,然后根據(jù)牛頓第二定律即可求解?!窘獯稹拷猓海?)小球靜止,根據(jù)平衡條件有tan37解得m=(2)剪斷細(xì)繩,根據(jù)牛頓第二定律有mgcos37°解得a=經(jīng)過(guò)1s后小球獲得的速度為v=at=12.5×1m/s=12.5m/s(3)撤去電場(chǎng),小球從靜止落到最低點(diǎn),有能量守恒定律有mgl(1-小球再最低點(diǎn),由牛頓第二定律有T-代入數(shù)據(jù)解得T=5.6×10﹣3N答:(1)小球的質(zhì)量為4×10﹣4kg;(2)若剪斷細(xì)繩,則經(jīng)過(guò)1s小球獲得的速度大小為12.5m/s;(3)若撤去電場(chǎng),則小球到達(dá)最低點(diǎn)對(duì)細(xì)繩的拉力大小為5.6×10﹣3N。【點(diǎn)評(píng)】這是一道常規(guī)題目,過(guò)程本身并不復(fù)雜,都是平衡條件和牛頓第二定律的基本應(yīng)用,只要有扎實(shí)的基本功,不難求解。19.(7分)(2020秋?焦作期中)在課外探究活動(dòng)中,某同學(xué)將開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)、電流表和電阻箱串聯(lián)后接到直流電源上。將電阻箱接入電路的阻值調(diào)到R1=19Ω時(shí),閉合開(kāi)關(guān)后,電動(dòng)機(jī)并沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)電電流表的讀數(shù)I1=0.45A;此后,調(diào)整電阻箱接入電路的阻值,當(dāng)電阻箱接入電路的阻值R2=10Ω時(shí),電動(dòng)機(jī)正常工作,電流表的讀數(shù)I2=0.65A。已知直流電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈阻值r=1.0Ω,電流表為理想電表,直流電源的內(nèi)阻不計(jì)。求:(1)直流電源的電動(dòng)勢(shì)E和電動(dòng)機(jī)的額定電壓U;(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的機(jī)械功率P(保留兩位有效數(shù)字)?!究键c(diǎn)】閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;計(jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出的機(jī)械功或機(jī)械功率.【專(zhuān)題】學(xué)科綜合題;定量思想;推理法;恒定電流專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】(1)直流電源的電動(dòng)勢(shì)為9.0V,電動(dòng)機(jī)的額定電壓為2.5V。(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的機(jī)械功率為1.2W?!痉治觥浚?)根據(jù)閉合電路歐姆定律列式分析,求解電動(dòng)機(jī)的額定電壓。(2)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率和內(nèi)阻消耗功率之和等于總功率,根據(jù)能量守恒定律分析。【解答】解:(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=I1(R1+r)=0.45×(19+1.0)V得:E=9.0V電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U=E﹣I2R2=9.0V﹣0.65×10V得:U=2.5V(2)根據(jù)能量守恒定律可知,電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率和內(nèi)阻消耗功率之和等于總功率,I2即:0.65×2.5W=P+0.652×1.0W解得:P=1.2W。答:(1)直流電源的電動(dòng)勢(shì)為9.0V,電動(dòng)機(jī)的額定電壓為2.5V。(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的機(jī)械功率為1.2W?!军c(diǎn)評(píng)】該題考查了閉合電路歐姆定律的相關(guān)知識(shí),正常工作的電動(dòng)機(jī)不是純電阻電路,解題是注意公式的選取,靈活運(yùn)用閉合電路歐姆定律、能量守恒定律是解題的關(guān)鍵。20.(7分)(2019秋?太和縣校級(jí)期末)如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì);導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=1kg,電阻R0=0.9Ω,與導(dǎo)軌接觸良好;電源電動(dòng)勢(shì)E=5V,內(nèi)阻r=0.1Ω,電阻R=4Ω;外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成α=37°角,取重力加速度g=10m/s2,ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)ab受到的安培力大??;(2)ab受到的靜摩擦力大小?!究键c(diǎn)】安培力的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用;共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式.【專(zhuān)題】計(jì)算題;學(xué)科綜合題;定量思想;方程法;磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用;推理論證能力.【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容【分析】(1)由閉合電路的歐姆定律可以求出通過(guò)ab的電流,由安培力公式可以求出安培力大??;(2)根據(jù)平衡條件計(jì)算靜摩擦力大小?!窘獯稹拷猓海?)由閉合電路的歐姆定律可得,通過(guò)ab的電流I=ER+R0+r=54+0.1+0.9ab受到的安培力:F=BIL=5×1×0.5=2.5N;(2)ab受力如圖所示,據(jù)平衡條件得:f靜=Fsin37°=2.5×0.6=1.5N;答:(1)ab受到的安培力大小為2.5N;(2)ab受到的靜摩擦力大小為1.5N?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握閉合電路歐姆定律,安培力的大小公式,以及會(huì)利用共點(diǎn)力平衡去求未知力。21.(8分)(2023秋?朝陽(yáng)區(qū)期末)某質(zhì)譜儀原理如圖所示,Ⅰ為粒子加速器,加速電壓為U1;Ⅱ?yàn)樗俣冗x擇器,磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,兩板間距離為d;Ⅲ為偏轉(zhuǎn)分離器,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力),初速度為0,經(jīng)加速后,該粒子恰能通過(guò)速度選擇器,粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求:(1)粒子進(jìn)入速度選擇器的速度大小v。(2)速度選擇器的兩板間的電壓U2。(3)粒子在分離器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R?!究键c(diǎn)】與速度選擇器相結(jié)合的質(zhì)譜儀.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題;推理論證能力.【答案】(1)粒子進(jìn)入速度選擇器的速度大小為2qU(2)速度選擇器的兩板間的電壓為B1d2qU(3)粒子在分離器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為1B【分析】(1)根據(jù)動(dòng)能定理可以求出粒子的速度v;(2)在速度選擇器中作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,從而求出電壓U2;(3)根據(jù)洛倫茲力提供向心力,應(yīng)用牛頓第二定律可以求出粒子在B2磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)題意可知,粒子經(jīng)過(guò)A粒子加速器,由動(dòng)能定理有qU1=解得v=(2)粒子恰能通過(guò)速度選擇器,則有qvB1=解得U2=B1d2q(3)根據(jù)洛倫茲力提供向心力有qvB2=解得R=答:(1)粒子進(jìn)入速度選擇器的速度大小為2qU(2)速度選擇器的兩板間的電壓為B1d2qU(3)粒子在分離器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為1B【點(diǎn)評(píng)】解決該題需要明確知道粒子在速度選擇器內(nèi)做的是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),洛倫茲力和電場(chǎng)力大小相等,方向相反。22.(11分)(2019?浙江學(xué)業(yè)考試)在一傾角為θ=37°的粗糙導(dǎo)軌上平行放置了一質(zhì)量為m=0.02kg的通電細(xì)桿ab,空間中有B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下,如圖所示,已知導(dǎo)軌的寬度d=0.2m,桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4。(1)判斷桿ab受到安培力方向(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭,使桿ab靜止不動(dòng),通過(guò)ab桿的電流最大是多少?(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭,使桿ab靜止不動(dòng),通過(guò)ab桿的電流最小為多少?【考點(diǎn)】安培力的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用;共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.【專(zhuān)題】計(jì)算題;學(xué)科綜合題;定量思想;推理法;摩擦力專(zhuān)題;磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用;推理論證能力.【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容【分析】(1)當(dāng)電流較大時(shí),桿ab有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所受的靜摩擦力沿導(dǎo)軌向下,當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時(shí),安培力最大,電流最大;(2)當(dāng)電流最小時(shí),桿ab有向上的最大靜摩擦力,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,結(jié)合安培力的大小公式,求出通過(guò)ab桿的電流范圍。【解答】解:(1)利用左手定則可判斷,安培力方向?yàn)檠刂鴮?dǎo)軌向上。(2)如圖所示:當(dāng)電流較大時(shí),導(dǎo)體有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所受靜摩擦力向下,當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時(shí),磁場(chǎng)力為最大值F1,此時(shí)通過(guò)ab的電流最大為Imax。F1﹣mgsinθ﹣f1=0N1﹣mgcosθ=0f1=μN(yùn)1F1=BImaxd解上述方程得:Imax=0.46A。(3)如上圖所示,當(dāng)電流最小時(shí),應(yīng)該是導(dǎo)體受向上的最大靜摩擦力,此時(shí)的安培力為F2,電流為Imin。F2﹣mgsinθ+f2=0N2﹣mgcosθ=0f2=μN(yùn)2F2=BImind解上述方程得:Imin=0.14A。答:(1)桿ab受到安培力方向沿著導(dǎo)軌向上;(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭,使桿ab靜止不動(dòng),通過(guò)ab桿的電流最大是0.46A;(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭,使桿ab靜止不動(dòng),通過(guò)ab桿的電流最小為0.14A?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵要能夠正確地受力分析,抓住兩個(gè)臨界狀態(tài),運(yùn)用共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解。知道電流最大時(shí)有向下的最大靜摩擦力,電流最小時(shí),有向上的最大靜摩擦力。
考點(diǎn)卡片1.共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.共點(diǎn)力(1)定義:如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多力的作用,這些力共同作用在物體的在同一點(diǎn)上,或者雖不作用在同一點(diǎn)上,但它們的延長(zhǎng)線(xiàn)交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。(2)力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力。2.共點(diǎn)力平衡的條件(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。(2)平衡條件:在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。3.對(duì)共點(diǎn)力平衡條件的理解及應(yīng)用合外力等于0,即F合=0→正交分解法Fx合=0Fy合=0,其中Fx合和Fy4.平衡條件的推論(1)二力平衡:若物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個(gè)力一定等大、反向。(2)三力平衡:若物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向。(3)多力平衡:若物體在n個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則其中任意一個(gè)力必定與另外(n﹣1)個(gè)力的合力等大、反向。5.解答共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的三種常用方法6.平衡中的臨界、極值問(wèn)題a.臨界問(wèn)題(1)問(wèn)題特點(diǎn):①當(dāng)某物理量發(fā)生變化時(shí),會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化。②注意某現(xiàn)象“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。(2)分析方法:基本方法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)某種情況成立,然后根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)進(jìn)行論證、求解。b.極值問(wèn)題(1)問(wèn)題界定:物體平衡的極值問(wèn)題,一般指在力的變化過(guò)程中涉及力的最大值和最小值的問(wèn)題。(2)分析方法:①解析法:根據(jù)物體平衡的條件列出方程,在解方程時(shí),采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。②圖解法:根據(jù)物體平衡的條件作出力的矢量圖,畫(huà)出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,確定最大值或最小值。7.“活結(jié)”與“死結(jié)”、“活桿”與“死桿”模型(1)“活結(jié)”與“死結(jié)”模型①“活結(jié)”一般是由輕繩跨過(guò)光滑滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩,所以由“活結(jié)”分開(kāi)的兩段繩上彈力的大小一定相等,兩段繩合力的方向一定沿這兩段繩夾角的平分線(xiàn)。②“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩,因此由“死結(jié)”分開(kāi)的兩段繩上的彈力不一定相等。(2)“活桿”與“死桿”模型①“活桿”:指輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)輕桿處于平衡狀態(tài)時(shí),輕桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會(huì)引起輕桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖甲所示,若C為轉(zhuǎn)軸,則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中,彈力方向始終沿桿的方向。②“死桿”:若輕桿被固定,不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則輕桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示,水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端B裝有一個(gè)小滑輪,繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過(guò)滑輪后懸掛重物m。滑輪對(duì)繩的作用力應(yīng)為圖丙中兩段繩中拉力F1和F2的合力F的反作用力,即AB桿彈力的方向不沿桿的方向?!久}方向】例1:在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中,滑輪光滑且所受的重力忽略不計(jì),滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過(guò)滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一質(zhì)量為m的重物。當(dāng)滑輪和重物都靜止不動(dòng)時(shí),甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ,乙圖中木桿P豎直。假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷正確的是()A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD分析:對(duì)滑輪受力分析,受兩個(gè)繩子的拉力和桿的彈力;滑輪一直保持靜止,合力為零,故桿的彈力與兩個(gè)繩子的拉力的合力等值、反向、共線(xiàn)。解答:由于兩個(gè)繩子的拉力大小等于重物的重力,大小不變,即四個(gè)選項(xiàng)中繩子的拉力是大小相等的,根據(jù)平行四邊形定則知兩個(gè)力的夾角越小,則合力越大,即滑輪兩邊繩子的夾角越小,繩子拉力的合力越大,故丁圖中繩子拉力合力最大,則桿的彈力最大,丙圖中夾角最大,繩子拉力合力最小,則桿的彈力最小,甲圖和乙圖中的夾角相同,則繩子拉力合力相等,則桿的彈力相等,所以甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小順序?yàn)椋篎D>FA=FB>FC,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B。本題考查的是力的合成與平衡條件在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用,要注意桿的彈力可以沿著桿的方向也可以不沿著桿方向,結(jié)合平衡條件分析是關(guān)鍵。例2:如圖所示,兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45°,日光燈保持水平,所受重力為G。則()A.兩繩對(duì)日光燈拉力的合力大小等于GB.兩繩的拉力和重力不是共點(diǎn)力C.兩繩的拉力大小均為22D.兩繩的拉力大小均為G分析:兩繩的拉力和重力是共點(diǎn)力,根據(jù)合力為零分析AB選項(xiàng);根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知,左右兩繩的拉力大小相等,分析日光燈的受力情況,由平衡條件求解繩子的拉力大小。解答:B.對(duì)日光燈受力分析如圖:兩繩拉力的作用線(xiàn)與重力作用線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)交于一點(diǎn),這三個(gè)力是共點(diǎn)力,故B錯(cuò)誤;A.由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),所以?xún)衫K的拉力的合力與重力G等大反向,故A正確;CD.由于兩個(gè)拉力的夾角成直角,且都與豎直方向成45°角,則由力的平行四邊形定則可知:G=F12+F22,F(xiàn)1=F2,解得:F1=F故選:AC。點(diǎn)評(píng):本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡,解答本題的關(guān)鍵是:確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行力的合成,利用平衡條件建立方程進(jìn)行解答。例3:如圖,三根長(zhǎng)度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l?,F(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)上可施加力的最小值為()A.mgB.33C.12D.14分析:根據(jù)物體的受力平衡,依據(jù)幾何關(guān)系求解即可。解答:依題得,要想CD水平,則各繩都要緊繃,根據(jù)幾何關(guān)系可知,AC與水平方向的夾角為60°,結(jié)點(diǎn)C受力平衡,則受力分析如圖所示因此CD的拉力為T(mén)=mg?tan30°D點(diǎn)受CD繩子拉力大小等于T,方向向左。要使CD水平,則D點(diǎn)兩繩的拉力與外界的力的合力為零,則CD繩子對(duì)D點(diǎn)的拉力可分解為沿BD繩的F1以及另一分力F2。由幾何關(guān)系可知,當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小,因此有F2min=T?sin60°=1故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選:C。點(diǎn)評(píng):本題考查的是物體的受力平衡,解題的關(guān)鍵是當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小。例4:如圖甲所示,細(xì)繩AD跨過(guò)固定的水平輕桿BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M1的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上,另一端G通過(guò)細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向的夾角為30°,在輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF懸掛一質(zhì)量為M2的物體(都處于靜止?fàn)顟B(tài)),求:(1)細(xì)繩AC的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力。分析:(1)根據(jù)力的分解及幾何關(guān)系解答。(2)圖甲中對(duì)滑輪受力分析,運(yùn)用合成法求解細(xì)繩AC段的張力FAC與輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)乙圖中,以C點(diǎn)為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件求解細(xì)繩EG段的張力F2以及輕桿HG對(duì)G端的支持力。解答:下圖(a)和下圖(b)中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡的條件,首先判斷與物體相連的細(xì)繩,其拉力大小等于物體的重力;分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析如圖(a)和右圖(b)所示,根據(jù)平衡規(guī)律可求解。(1)上圖(a)中輕繩AD跨過(guò)定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體,物體處于平衡狀態(tài),輕繩AC段的拉力FTAC=FCD=M1g;上圖(b)中由于FTEGsin30°=M2g得FEG=2M2g所以FTAC:FTEG=M1:2M2。(2)上圖(a)中,根據(jù)FAC=FCD=M1g且?jiàn)A角為120°故FNC=FAC=M1g,方向與水平方向成30°,指向斜右上方。(3)上圖(b)中,根據(jù)平衡方程有FNG=M2gtan30°答:(1)輕繩AC段的張力FAC與細(xì)繩EG的張力FEG之比為M1(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力為M1g,指向斜右上方;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力大小為3M2g方向水平向右。點(diǎn)評(píng):本題首先要抓住定滑輪兩端繩子的特點(diǎn),其次要根據(jù)平衡條件,以C、G點(diǎn)為研究對(duì)象,按力平衡問(wèn)題的一般步驟求解。【解題思路點(diǎn)撥】1.在分析問(wèn)題時(shí),注意“靜止”和“v=0”不是一回事,v=0,a=0時(shí),是靜止,是平衡狀態(tài)2.解答共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的一般步驟(1)選取研究對(duì)象,對(duì)于有相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體構(gòu)成的系統(tǒng),應(yīng)明確所選研究對(duì)象是系統(tǒng)整體還是系統(tǒng)中的某一個(gè)物體(整體法或隔離法)。(2)對(duì)所選研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并畫(huà)出受力分析圖。(3)對(duì)研究對(duì)象所受的力進(jìn)行處理,對(duì)三力平衡問(wèn)題,一般根據(jù)平衡條件畫(huà)出力合成時(shí)的平行四邊形。對(duì)四力或四力以上的平衡問(wèn)題,一般建立合適的直角坐標(biāo)系,對(duì)各力按坐標(biāo)軸進(jìn)行分解。(4)建立平衡方程,對(duì)于四力或四力以上的平衡問(wèn)題,用正交分解法列出方程組。3.臨界與極值問(wèn)題的分析技巧(1)求解平衡中的臨界問(wèn)題和極值問(wèn)題時(shí),首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過(guò)程分析,找出平衡中的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn)。(2)臨界條件必須在變化中尋找,不能停留在一個(gè)狀態(tài)來(lái)研究臨界問(wèn)題,而是要把某個(gè)物理量推向極端,即極大或極小,并依此作出科學(xué)的推理分析,從而給出判斷或結(jié)論。2.牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】牛頓第二定律的表達(dá)式是F=ma,已知物體的受力和質(zhì)量,可以計(jì)算物體的加速度;已知物體的質(zhì)量和加速度,可以計(jì)算物體的合外力;已知物體的合外力和加速度,可以計(jì)算物體的質(zhì)量。【命題方向】一質(zhì)量為m的人站在電梯中,電梯加速上升,加速度大小為13g,gA、43mgB、2mgC、mgD分析:對(duì)人受力分析,受重力和電梯的支持力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可。解答:對(duì)人受力分析,受重力和電梯的支持力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律N﹣mg=ma故N=mg+ma=4根據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)電梯的壓力等于電梯對(duì)人的支持力,故人對(duì)電梯的壓力等于43mg故選:A。點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵對(duì)人受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解?!窘忸}方法點(diǎn)撥】在應(yīng)用牛頓第二定律解決簡(jiǎn)單問(wèn)題時(shí),要先明確物體的受力情況,然后列出牛頓第二定律的表達(dá)式,再根據(jù)需要求出相關(guān)物理量。3.牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程符合牛頓第二定律,表達(dá)式Fn=man=mω2r=mv2r=【命題方向】我國(guó)著名體操運(yùn)動(dòng)員童飛,首次在單杠項(xiàng)目中完成了“單臂大回環(huán)”:用一只手抓住單杠,以單杠為軸做豎直面上的圓周運(yùn)動(dòng).假設(shè)童飛的質(zhì)量為55kg,為完成這一動(dòng)作,童飛在通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度至少是4g,那么在完成“單臂大回環(huán)”的過(guò)程中,童飛的單臂至少要能夠承受多大的力.分析:運(yùn)動(dòng)員在最低點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài),由單杠對(duì)人拉力與重力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求解.解答:運(yùn)動(dòng)員在最低點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài),設(shè)運(yùn)動(dòng)員手臂的拉力為F,由牛頓第二定律可得:F心=ma心則得:F心=2200N又F心=F﹣mg得:F=F心+mg=2200+55×10=2750N答:童飛的單臂至少要能夠承受2750N的力.點(diǎn)評(píng):解答本題的關(guān)鍵是分析向心力的來(lái)源,建立模型,運(yùn)用牛頓第二定律求解.【解題思路點(diǎn)撥】圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析(1)向心力的確定①確定圓周運(yùn)動(dòng)的軌道所在的平面及圓心的位置.②分析物體的受力情況,找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力,該力就是向心力.(2)向心力的來(lái)源向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、彈力、摩擦力等各種力,也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加向心力.(3)解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題步驟①審清題意,確定研究對(duì)象;②分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,即物體的線(xiàn)速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等;③分析物體的受力情況,畫(huà)出受力示意圖,確定向心力的來(lái)源;④根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程.4.動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.動(dòng)能定理的內(nèi)容:合外力做的功等于動(dòng)能的變化量。2.表達(dá)式:W合=ΔEk=Ek末﹣Ek初3.本考點(diǎn)針對(duì)簡(jiǎn)單情況下用動(dòng)能定理來(lái)解題的情況?!久}方向】如圖所示,質(zhì)量m=10kg的物體放在水平地面上,物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g=10m/s2,今用F=50N的水平恒力作用于物體上,使物體由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),作用時(shí)間t=6s后撤去F,求:(1)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中的加速度;(2)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的位移(3)物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中克服摩擦力所做的功。分析:(1)對(duì)物體受力分析知,物體做勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律就可求出加速度;(2)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移公式即可求得位移的大??;(3)對(duì)全程用動(dòng)能定理,可以求得摩擦力的功。解答:(1)對(duì)物體受力分析,由牛頓第二定律得F﹣μmg=ma,解得a=3m/s2,(2)由位移公式得X=12at2=12×3×6(3)對(duì)全程用動(dòng)能定理得FX﹣Wf=0Wf=FX=50×54J=2700J。答:(1)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中的加速度是3m/s2;(2)物體在前6s運(yùn)動(dòng)的位移是54m;(3)物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中克服摩擦力所做的功為2700J。點(diǎn)評(píng):分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,直接應(yīng)用牛頓第二定律和勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解即可,求摩擦力的功的時(shí)候?qū)θ虘?yīng)用動(dòng)能定理比較簡(jiǎn)單。【解題思路點(diǎn)撥】1.應(yīng)用動(dòng)能定理的一般步驟(1)選取研究對(duì)象,明確并分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程。(2)分析受力及各力做功的情況①受哪些力?②每個(gè)力是否做功?③在哪段位移哪段過(guò)程中做功?④做正功還是負(fù)功?⑤做多少功?求出代數(shù)和。(3)明確過(guò)程始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1及Ek2。(4)列方程W總=Ek2﹣Ek1,必要時(shí)注意分析題目潛在的條件,補(bǔ)充方程進(jìn)行求解。注意:①在研究某一物體受到力的持續(xù)作用而發(fā)生狀態(tài)改變時(shí),如涉及位移和速度而不涉及時(shí)間時(shí)應(yīng)首先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理,而后考慮牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,如涉及加速度時(shí),先考慮牛頓第二定律。②用動(dòng)能定理解題,關(guān)鍵是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析,并畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的草圖,以便更準(zhǔn)確地理解物理過(guò)程和各物理量的關(guān)系。有些力在物體運(yùn)動(dòng)全過(guò)程中不是始終存在的,在計(jì)算外力做功時(shí)更應(yīng)引起注意。5.電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=FF=qE。【命題方向】如圖,A、B、C三點(diǎn)在同一直線(xiàn)上,且AB=BC,在A處固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷。當(dāng)在C處放一電荷量為q的點(diǎn)電荷時(shí),它所受到的電場(chǎng)力大小為F,移去C處電荷,在B處放電荷量為2q的點(diǎn)電荷,其所受電場(chǎng)力大小為()A、4FB、8FC、F4D、分析:首先確定電荷量為2q的點(diǎn)電荷在B處所受的電場(chǎng)力方向與F方向的關(guān)系,再根據(jù)庫(kù)侖定律得到F與AB的關(guān)系,即可求出2q的點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力。解答:根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引,分析可知電荷量為2q的點(diǎn)電荷在B處所受的電場(chǎng)力方向與F方向相同;設(shè)AB=r,則有BC=r。則有:F=kQq故電荷量為2q的點(diǎn)電荷在B處所受電場(chǎng)力為:FB=kQ?2qr2=8F,故B故選:B。點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是根據(jù)庫(kù)侖定律研究?jī)呻姾稍趦牲c(diǎn)所受的電場(chǎng)力大小和方向關(guān)系,注意B、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同?!窘忸}方法點(diǎn)撥】既可以利用E=Fq計(jì)算某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也可以利用它的變形F=6.帶電體在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的受力平衡【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】本考點(diǎn)旨在針對(duì)共點(diǎn)力的平衡在電場(chǎng)中的應(yīng)用。要注意本考點(diǎn)涉及到的是電場(chǎng)問(wèn)題而不是兩個(gè)電荷之間的作用力?!久}方向】在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一條絕緣細(xì)線(xiàn)的上端固定,下端栓一個(gè)大小可以忽略、質(zhì)量為m的帶電量為q的小球,當(dāng)小球靜止時(shí),細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ,求:(1)小球帶何種電荷?(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)是多大?分析:(1)由小球向什么方向偏轉(zhuǎn),判斷電場(chǎng)力方向,根
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