17.(13分)如下图所示,真空中有中间开有小孔的两块平行金属板竖直放置构成平行板电容器,给电容器充电使其两板间的电势差。以电容器右板小孔所在位置为坐标原点建立直角坐标系
,第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界MN平行于
轴,现将一质量
,
的不计重力的带电粒子从电容器的左板小孔由静止释放,经电容器加速后从右板小孔射入磁场,已知该粒子能经过磁场中的
点。求:
(1)磁场的磁感应强度B;
(2)若保持电容器的电荷量不变,移动左板使两板间距变为原来的,粒子仍从左板小孔进入,为使该粒子还能通过P点,则必须将磁场的上边界向下移动到位置?
16.(13分)如下图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、位于同一水平面上,两轨道之间的距离
,轨道的
之间接一阻值
的定值电阻,
端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、
平滑连接,两半圆轨道的半径均为
。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度
,且其右边界与
重合。现有一质量
、电阻
的导体杆
静止在距磁场的左边界
处,在与杆垂直的水平恒力F=-2.0N的作用下
杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体杆
恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点
。已知导体杆
在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆
与直轨道之间的动摩擦因数
,轨道的电阻可忽略不计,取
,求:
(1)导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向;
(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量;
(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。
15.(12分)如上右图所示,在固定的水平的绝缘平板上有A、B、C三点,B点左侧的空间存在着大小为E,方向水平向右的匀强电场,在A点放置一个质量为,带正电的小物块,物块与平板之间的摩擦系数为
。给物块一个水平向左的初速度
之后,该物块能够到达C点并立即折回。最后又回到A点静止下来,求:
(1)此过程中物块所走的总路程有多大?
(2)若已知AB=,那么物块第一次到达B点时的速度
是多大?
(3)若已知BC=,那么物块所带的电荷量
是多大?
14.(12分)如下左图所示电路,电源内阻,
,
,灯L标有“3V、1.5W”,滑动变阻器最大值为R,当滑片P滑到最右端A时,电流表读数为1A,此时灯L恰好正常发光,试求:
(1)当滑片P滑到最左端B时,电流表读数;
(2)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,变阻器上消耗的功率。
13.(12分)在场强为E=100V/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板,在金属板的正上方,高为处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内,如上右图所示。放射物以
的初速度向此水平面以下各个方向均匀地释放质量为
、电荷量为
的带电粒子,粒子最后落在金属板上。不计粒子重力,试求:
(1)粒子下落过程中电场力做的功;
(2)粒子打在板上时的动能;
(3)计算粒子最后落在金属板上所形成的图形的面积大小。
12.(10分)如下左图所示,O点为地球的球心,实线圆表示地球赤道,虚线圆表示某一同步卫星轨道,A点表示同步卫星所在位置.若已知地球的半径为R,地球的自转周期为T,地球表面处的重力加速度为g。求:
(1)同步卫星的高层;
(2)同步卫星能覆盖到的赤道上的圆弧所对应的圆心角。
11.(8分)某种电池标称电动势为9V,内阻约50,允许的最大输出电流为50mA。为了较准确的测量这个电池的电动势和内阻,可以设计出如下图所示的实验电路,已知实验中所使用的电压表内阻足够大,可以忽略其对电路的影响;图中R为电阻箱,阻值范围为0-999.9
,R0为保护电阻。
(1)实验室里备用的定值电阻有以下几种规格:实验时,R0应选用 较好(填字母代号)。
A.10 B.50
C.150
D.500
(2)按照电路图,将实物连接成实验电路。
(3)在实验中,当变阻箱调到图中所示位置后,闭合开关S,电压表的示数为8.70V,此时通过电阻箱的电流为 mA。
(4)断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数。多次重复上述操作,可得到多组电压值U和通过电阻箱的电流值I,利用多次读取和计算出的数据,作出如坐标纸所示的图线。根据图线可知,该电池的电动势E= ___ V,内阻
。
10.一辆汽车在平直的公路上以初速度开始加速行驶,经过一段时间
后,汽车前进的位移大小为
,此时汽车恰好达到其最大速度
,设在此过程中汽车牵引力的功率P始终不变,汽车在运动时受到的阻力恒为
,那么下列四个表达式中,能够正确表达汽车的牵引力在这段时间内做功的是
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 共80分)
9.下列关于热现象的论述正确的是
A.温度升高,每个分子的平均动能都增大
B.破镜难圆是因为分子间存在斥力的作用
C.在真空环境下,气体自由膨胀对外不做功
D.热机的效率不可能提高到100%,因为它违背了热力学第二定律
8.如下图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直导轨放置金属棒与导轨接触良好。N、Q端接理想变压器的初级线圈,理想变压器的输出端有三组次级线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场,若用
、
、
分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断中正确的是
A.在棒匀速运动且
棒上的电流已达到稳定后,
、
、
B.在棒匀速运动且
棒上的电流已达到稳定的,
、
、
C.若棒在某一中心位置附近做简谐运动,则
、
、
D.若棒匀加速运动,则
、
、
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