同学甲的解法如下:对铜棒进行受力分析.通电时导线向外偏转.说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外.受力如图乙所示.当最大偏转角θ时.棒受力平衡.有: . 得同学乙的解法如下:铜棒向外偏转过程中.导线拉力不做功.如图丙所示. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(15分)如图甲所示,质量为m,长为l的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度,求此棒中恒定电流的大小。

同学甲的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图)。当最大偏转角θ时,棒受力平衡,有:       ,      得

同学乙的解法如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图丙所示。

F做功为:

重力做功为:

由动能定理得:

请你对同学甲和乙的解答作出简要的评价;若你对两者都不支持,则给出你认为正确的解答。

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(12分)如图甲所示,质量为m,长为l的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度,求此棒中恒定电流的大小。

 

 

 

 

 

 

 

同学甲的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图)。当最大偏转角θ时,棒受力平衡,有:       

同学乙的解法如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图丙所示。

F做功为:

重力做功为:

由动能定理得:

请你对同学甲和乙的解答作出简要的评价;若你两者都不支持,则给出你认为正确的解答。

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如图甲所示,质量为m=50g,长l=10cm的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流的大小.同学甲的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).
当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有:tanθ=
F
mg
=
BIl
mg

I=
mgtan370
Bl
=
0.05×10×
3
4
0.5×0.1
=7.5A

同学乙的解法如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做
功,如图丙所示.
F做功为:WF=FS1=BIlsin370×lsin370
重力做功为:WG=-mgS2=-mgl(1-cos37°)
由动能定理得:BI(lsin37°)2-mgl(1-cos37°)=0I=
mgl(1-cos370)
Blsin2370
=
0.05×10×(1-0.8)
0.5×0.1×(0.6)2
=
50
9
=5.56A

请你对同学甲和乙的解答以说理的方式作出评价;若你两者都不支持,则给出你认为正确的解答.

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如图甲所示,质量为m=50g,长l=10cm的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1/3T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流的大小.
同学甲的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).
当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有:tanθ=
F
mg
=
BIl
mg

∴I=
mgtanθ
Bl
=
0.05×10×
3
4
1
3
×0.01
A=11.25A
同学乙的解法如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图丙所示.
F做功为:WF=FS1=BIl?lsin37°
重力做功为:WG=-mgS2=-mgl(1-cos37°)
由动能定理得:BIl2sin37-mgl(1-cos37°)=0
∴I=
mg(1-cos°)
BIsin37°
=
0.05×10×(1-0.8)
1
3
×0.1×0.6
A=5A
请你判断,他们的解法哪个正确?错误的请指出错在哪里.
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如图甲所示,质量为m=50g,长l=10cm的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1/3T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流的大小.
同学甲的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).
当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有:tanθ==
∴I==A=11.25A
同学乙的解法如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图丙所示.
F做功为:WF=FS1=BIl?lsin37°
重力做功为:WG=-mgS2=-mgl(1-cos37°)
由动能定理得:BIl2sin37-mgl(1-cos37°)=0
∴I==A=5A
请你判断,他们的解法哪个正确?错误的请指出错在哪里.

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第Ⅰ卷  选择题(共31分)

一、单项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分,每小题只有一个选项符合题意。

题号

1

2

3

4

5

答案

C

D

A

B

B

二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个正确选项。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。

题号

6

7

8

9

答案

ACD

BD

CD

BD

第Ⅱ卷(非选择题  共89分)

三、实验题(22分)

10. (1)(4分)

(2)①见下图(2分) ②T=(2分)  ③1.22~1.30(2分)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. (1)    CD    (3分)

 

(2)(每小题3分)①R = 300-0.4F      ②600     ③不均匀

 

四、计算题:本题共5小题,共67分,

12.(12分)(1)λ=2m,  (2分)     (2分)

(2)S=4.5×4A=90cm (3分)     y=0(2分)

 

(3)(cm)  (3分)

13. (12分)

(1)因为

 所以w(3分)

       (2)                     (1分)

       又因  ( 2分)

        所以                (2分)

           (2分)

                          (2分)

14.(12分)

甲同学的错误原因:认为物体速度为零时,一定处于平衡状态,或者认为偏角最大的是平衡位置。                                           (2分)

 乙同学的错误原因:将安培力表示导致F做功出错。(2分)

正解如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图丙所示。

F做功为:

重力做功为:

由动能定理:,             (6分)

                              (2分)

15. (15分) 

(1) 油滴负电荷                              (2分)

    (2)油滴受三个力作用(见下图),从P到O沿直线运动必为匀速运动,设油滴质量为m:

 由平衡条件有         (1分)

     得    (2分)

(3)进入第一象限,电场力和重力相等,知油滴先作匀速直线运动,进入y≥h的区域后作匀速圆周运动,路径如图,最后从x轴上的N点离开第一象限.(2分)

由O→A匀速运动位移为知运动时间:

    (1分)

由几何关系和圆周运动的周期关系式知由A→C的圆周运动时间为

                             (1分)

    由对称性知从C→N的时间

在第一象限运动的总时间  (2分)

由在磁场中的匀速圆周运动,有      

   解得得到轨道半径                           (1分)

    图中的    (2分)

    即离开第一象限处(N点)的坐标为(4.0m,0)          (1分)

 

16.(16分)

(1)设匀强磁场的磁感应强度大小为B,则金属棒最大速度时产生的电动势                                   (1分)

回路中产生的感应电流                            (1分)

金属棒棒所受安培力                                 (1分)

cd棒所受合外力为零时,下滑的速度达到最大,则

                                                       (1分)

由以上四式解得                                (1分)

(2)设电阻R上产生的电热为Q,整个电路产生的电热为Q,则

                                          (3分)

                                                          (1分)

解得                                   (1分)

(3)金属棒开始运动时的加速度大小为a,由牛顿第二定律有

                   解得                       (2分)

由磁通量不变                    (3分)

                                (1分)

 

 

 

 


同步练习册答案