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導(dǎo)體棒.金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路.根據(jù)閉合電路歐姆定律有: 【查看更多】

題目列表(包括答案和解析)

長(zhǎng)方體導(dǎo)電材料，建立如圖所示的坐標(biāo)系，和坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為x₀、y₀、z₀，導(dǎo)體的電阻率為ρ，導(dǎo)電材料中的自由電荷為電子，電量為e，單位體積中自由電荷的個(gè)數(shù)為n，若在垂直于x軸的前后表面加上恒定電壓U，形成沿x軸正方向的電流．則
（1）導(dǎo)體中電流的大�。�
（2）導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的平均速率；
（3）若加上沿y軸正方向、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則垂直于z軸方向的上下兩個(gè)表面產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng)．分析上下表面誰(shuí)的電勢(shì)高，并求出電勢(shì)差的大�。�

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如圖所示，電阻R=0.1Ω的導(dǎo)體ab沿光滑的導(dǎo)線框向右做勻速運(yùn)動(dòng)，線框中接有電阻R=0.4Ω線框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，導(dǎo)體ab的長(zhǎng)度L=0.4m，運(yùn)動(dòng)速度v=5.0m/s．線框的電阻不計(jì)．
（1）電源的電動(dòng)勢(shì)（即產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）為多少？電路abcd中的電流為多少？
（2）求導(dǎo)體ab所受的安培力的大小，并判斷其方向．
（3）外力做功的功率是多少？
（4）電源的功率為多少？其中電源內(nèi)部消耗的功率是多少？外部電阻消耗的功率又是多少？
（5）其實(shí)這道題講的就是發(fā)電機(jī)的原理．試從能量的角度分析一下，看發(fā)電機(jī)的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的．

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如圖所示，de和fg是兩根足夠長(zhǎng)且固定在豎直方向上的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，電阻忽略不計(jì)．在導(dǎo)軌的上端接電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的電源．一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab水平放置于導(dǎo)軌下端e、g處，并與導(dǎo)軌始終接觸良好．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌、電源、開(kāi)關(guān)構(gòu)成閉合回路，整個(gè)裝置所處平面與水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外．已知接通開(kāi)關(guān)S后，導(dǎo)體棒ab由靜止開(kāi)始向上加速運(yùn)動(dòng)，求：
（1）導(dǎo)體棒ab剛開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度以及導(dǎo)體棒ab所能達(dá)到的最大速度；
（2）導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后電源的輸出功率；
（3）分析導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后的一段時(shí)間△t內(nèi)，整個(gè)回路中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？并證明能量守恒．

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如圖所示，半徑為L(zhǎng)₁ = 2 m的金屬圓環(huán)內(nèi)上、下兩部分各有垂直圓環(huán)平面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B₁ = 10/π T．長(zhǎng)度也為L(zhǎng)₁、電阻為R的金屬桿ab，一端處于圓環(huán)中心，另一端恰好搭接在金屬環(huán)上，繞著a端做逆時(shí)針?lè)较虻膭蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω = π/10 rad/s．通過(guò)導(dǎo)線將金屬桿的a端和金屬環(huán)連接到圖示的電路中（連接a端的導(dǎo)線與圓環(huán)不接觸，圖中的定值電阻R₁ = R，滑片P位于R₂的正中央，R₂ = 4R），圖中的平行板長(zhǎng)度為L(zhǎng)₂ = 2 m，寬度為d = 2 m．當(dāng)金屬桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，在平行板左邊緣中央處剛好有一帶電粒子以初速度v_o = 0.5 m/s向右運(yùn)動(dòng)，并恰好能從平行板的右邊緣飛出，之后進(jìn)入到有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B₂ = 2 T，左邊界為圖中的虛線位置，右側(cè)及上下范圍均足夠大．（忽略金屬桿與圓環(huán)的接觸電阻、圓環(huán)電阻及導(dǎo)線電阻，忽略電容器的充放電時(shí)間，忽略帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的電磁輻射等影響，不計(jì)平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及帶電粒子的重力和空氣阻力．提示：導(dǎo)體棒以某一端點(diǎn)為圓心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BL²ω/2）試分析下列問(wèn)題：

(1)從圖示位置開(kāi)始金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)半周期的時(shí)間內(nèi)，兩極板間的電勢(shì)差U_MN；

(2)帶電粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向的夾角θ；

(3)帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t_總．

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長(zhǎng)方體導(dǎo)電材料，建立如圖34所示的坐標(biāo)系，和坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為x₀、y₀、z₀，導(dǎo)體的電阻率為ρ，導(dǎo)電材料中的自由電荷為電子，電量為e，單位體積中自由電荷的個(gè)數(shù)為n，若在垂直于x軸的前后表面加上恒定電壓U，形成沿x軸正方向的電流。則

（1）導(dǎo)體中電流的大小______

（2）導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的平均速率_______

（3）若加上沿y軸正方向、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則垂直于z軸方向的上下兩個(gè)表面產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng)。分析上下表面誰(shuí)的電勢(shì)高，并求出電勢(shì)差的大小______

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一．單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分）。

題號(hào)

答案

二．多項(xiàng)選擇題（本題共6小題，每小題3分，共18分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）。

題號(hào)

答案

ABC

BCD

第Ⅱ卷

（實(shí)驗(yàn)題、計(jì)算題，共7題，共72分）

三．實(shí)驗(yàn)題(18分)

（1）0.730；8.0（8也給分）；。（前兩空分別為2分，第三空4分）

（2）l₁、l₃；l₁/l₃ （每空2分）

（3）①乙；② 9.4；③紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦阻力、空氣阻力。 (每空2分)

四．計(jì)算題：本題共6小題，共54分。解答應(yīng)有必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。

18．（8分）分析和解：

（2）因?yàn)榻饘賶K勻速運(yùn)動(dòng)，所以

_{………………}（2分）

_…………_（2_分）

（2）撤去拉力后a==μg _………_（1_分）

a=4m/s²_{………（1}_分）

金屬塊在桌面上滑行的最大距離s = _………_（1_分）

s=0.5m_………_………_（1_分）

19.（8分）分析和解：（1）導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：

I==1.5A…………（3分）

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力：

F_安=BIL=0.30N…………（2分）

（3）導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F₁= mg sin37º=0.24N

由于F₁小于安培力，故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f…………（1分）

根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件

mg sin37º+f=F_安…………（1分）

解得：f=0.06N…………（1分）

20.（8分）分析和解：（1）帶電粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理

　　　…………………①（1分）

進(jìn)入磁場(chǎng)后帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r

………………②（2分）

打到H點(diǎn)有　　　　………………………③（1分）

由①②③得　…………(1分)

（2）要保證所有粒子都不能打到MN邊界上，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)偏角小于90°，臨界狀態(tài)為90°，如圖所示，磁場(chǎng)區(qū)半徑

　　　　　　　　　　　�。�2分）

　所以磁場(chǎng)區(qū)域半徑滿足　　　（1分）

21．（10分）分析和解：（1）木塊A在桌面上受到滑動(dòng)摩擦力作用做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，木塊A的加速度＝2.5m/s²……………………（1分）

設(shè)兩木塊碰撞前A的速度大小為v，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得

＝2.0m/s……………………………（2分）

（2）兩木塊離開(kāi)桌面后均做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)木塊B離開(kāi)桌面時(shí)的速度大小為v₂，在空中飛行的時(shí)間為t′。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：，s＝v₂t′…………………（2分）

解得：＝1.5m/s……………………………（1分）

（3）設(shè)兩木塊碰撞后木塊A的速度大小為v₁，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：

…………………………………（1分）

解得： =0.80m/s…………………………（1分）

設(shè)木塊A落到地面過(guò)程的水平位移為s′，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得

＝0.32m………………………（1分）

則木塊A落到地面上的位置與D點(diǎn)之間的距離＝0.28m ………（1分）

22．（10分）分析和解：（1）設(shè)電子經(jīng)電壓U₁加速后的速度為v₀，由動(dòng)能定理

e U₁=－0…………………………………………（2分）

解得 ………………………………..………（1分）

（2）電子以速度v₀進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，垂直于電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，加速度為a，電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量為y。由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

t=……………………………………………..……….（1分）