精品解析:江西省鹰潭市余江区第一中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题
2024-11-26
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 江西省 |
| 地区(市) | 鹰潭市 |
| 地区(区县) | 余江区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.97 MB |
| 发布时间 | 2024-11-26 |
| 更新时间 | 2024-12-14 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-11-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48943835.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
余江一中2024年高二上学期期中考试物理试卷
内容:恒定电流与磁场 时间:75分钟
一、单选题(4*7=28分)
(课本题)
1. 为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】地磁的南极在地理北极的附近,故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方;而根据安培定则:拇指与四指垂直,而四指弯曲的方向就是电流流动的方向。
故选B。
【点睛】
2. 下列装置运用电磁感应原理工作的是( )
A. 动圈式话筒 B. 等离子体发电
C. 直流电动机 D. 磁电式电流表
【答案】A
【解析】
【详解】A.动圈式话筒利用了电磁感应原理工作,故A正确;
B.等离子体发电利用了利用等离子体的导电性质来产生电流,故B错误;
C.直流电动机是通电导线在磁场中受力过程,不是电磁感应原理,故C错误;
D.磁电式电流表的工作原理是通电线圈在磁场中受到安培力作用偏转,故D错误。
故选A。
(课本题改编)
3. 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1 A2。平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是( )
A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内
C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小
【答案】A
【解析】
【详解】A.同位素的电荷数一样,质量数不同,所以质谱仪是分析同位素的重要工具,故A正确;
B.加速粒子带正电,在速度选择器中受电场力向右,则洛仑兹力方向向左,由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外,故B错误;
C.由平衡条件得
得
此时粒子受力平衡,可沿直线穿过选择器,故C错误;
D.在磁场中,根据牛顿第二定律
得
半径r越小,比荷越大,故D错误。
故选A。
(课本题)
4. 如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是
A. 棒中电流变大,θ角变大
B. 两悬线等长变短,θ角变小
C. 金属棒质量变大,θ角变大
D. 磁感应强度变大,θ角变小
【答案】A
【解析】
【详解】导体棒受力如图所示,
导体棒平衡,可得:
;
A.棒中电流I变大,θ角变大,故A正确;
B.两悬线等长变短,θ角不变,故B错误;
C.金属棒质量变大,θ角变小,故C错误;
D.磁感应强度变大,θ角变大,故D错误.
故选A.
【点睛】此题考查了安培力及物体的平衡问题;解题时对金属棒进行受力分析、应用平衡条件,根据安培力公式分析即可正确解题.
5. 如图所示为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场。带电粒子(不计重力)第一次以v1速度沿截面直径入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转60°角;该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转90°角,则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的( )
A. 半径之比为 B. 速度之比为 C. 速度之比为 D. 时间之比为
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.如图所示
设圆柱形区域的半径为R,有几何关系可得
,
则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动半径之比为
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
可得速度之比为
故A正确,BC错误;
D.粒子在磁场中的运动时间为
由图可知
,
则时间之比为
故D错误。
故选A。
6. 真空中的某装置如图所示,其中平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏.今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上.已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4,电荷量之比为1∶1∶2,则下列判断中正确的是( )
A. 三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同
B. 三种粒子打到荧光屏上的位置相同
C. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2
D. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶4
【答案】B
【解析】
【详解】A.粒子加速过程
qU1=mv2
从B至M用时
t=
得
t∝
所以
t1∶t2∶t3=1∶∶
故A错误;
B.偏转位移
所以三种粒子打到荧光屏上的位置相同,故B正确;
CD.电场力做功
W=qEy
得
W1∶W2∶W3=q1∶q2∶q3=1∶1∶2
故CD错误。
故选B。
7. 如图所示,由三根电阻相同导体连接而成的正三角形线框abc固定在匀强磁场中,线框所在平面与磁场方向垂直,a、b分别与直流电源两端相接。若导体ab受到的安培力大小为,ac段导体受到的安培力大小为,acb段导体受到的安培力大小为,正三角形abc受到的安培力大小为,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设干路中的电流为I,正三角形线框abc边长为l,由电阻定律可知
由欧姆定律可知
则
,
所以导体ab受到的安培力大小为
ac段导体受到的安培力大小为
acb段导体受到的安培力大小为
根据左手定则可知,正三角形abc受到的安培力大小为
故
,
故选C。
二、多选题(6*3=18分)
8. 在如图所示的电路中,电源电动势E和内阻r为定值,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合电键S,理想电流表A的示数为I,理想电压表和的示数分别为和,当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,各电表示数变化量分别为和,下列说法正确的是( )
A. I变大,变大 B. 电源的效率增加
C. 电源的总功率增加 D. 不变,不变
【答案】CD
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R2阻值减小,则总电阻减小,总电流变大,即A的示数I变大,内阻和R1上的电压变大,则滑动变阻器上的电压减小,即变小,选项A错误;
B.电源的效率
因外电阻减小,可知电源的效率减小,选项B错误;
C.电源的总功率
因总电流I变大,则电源总功率增加,选项C正确;
D.因
不变;根据
可得
不变,选项D正确。
故选CD。
(课本题)
9. 如图所示的等臂天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为,共匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流(方向如图)时,在天平左、右两边加上质量各为的砝码,天平平衡。当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为的砝码后,天平重新平衡。由此可知( )
A. 磁感应强度的方向垂直纸面向外
B. 磁感应强度的方向垂直纸面向里
C. 磁感应强度的大小为
D. 磁感应强度的大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据题意,由左手定则可知,若的方向垂直纸面向里,开始线圈所受安培力的方向向向下,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向上,相当于右边少了两倍的安培力大小,所以右边应加砝码,若的方向垂直纸面向外,开始线圈所受安培力的方向向向上,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向下,相当于右边多了两倍的安培力大小,需要在左边加砝码,故A错误,B正确;
CD.根据题意,设线框的质量为,结合AB分析,由平衡条件有
联立解得
故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,矩形边界内存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里,边足够长,边长为L。现有质量为m、电量为q的不同速率的带正电粒子,从的中点E射入磁场且速度方向与成角,不计粒子重力及粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动的最长时间为
B. 从边射出粒子的最小速度为
C. 从边射出粒子的最小速度为
D. 边上有粒子射出的区域长度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.当粒子从边离开时,粒子在磁场中运动的时间最长,如图所示
由图可知粒子在磁场中运动的最长时间为
故A错误;
B.当粒子刚好与边相切时,如图所示
根据几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力得
联立解得从边射出粒子的最小速度为
故B错误;
C.当粒子刚好与边相切时,如图所示
根据几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力得
联立解得从边射出粒子的最小速度为
故C正确;
D.由BC选项图中几何关系可得边上有粒子射出的区域长度为
故D正确
故选CD。
三、实验题(共18分每空2分)
11. 某同学想测绘小灯泡的图像,所用器材如下:
A.待测小灯泡一只(额定电压为3.8V,额定电流为0.3A);
B.双量程电压表V,内阻约为,内阻约为;
C.双量程电流表A,内阻约为,内阻约为;
D.滑动变阻器;
E.滑动变阻器;
F.4节干电池(每节干电池的电动势均为1.5V,内阻均为);
G.开关和导线若干。
(1)请将图甲中的电路补充完整。________
(2)滑动变阻器应选________(填“”或“”),闭合开关前滑动变阻器应移动到________(填“左”或“右”)端。
(3)根据实验数据描绘出小灯泡的图像,如图乙所示,现串联2节干电池并将小灯泡接在干电池两端,如图丙所示,则此时小灯泡的实际功率为________W(结果保留两位小数)。
【答案】(1) (2) ①. ②. 右
(3)
【解析】
【小问1详解】
测小灯泡额定电压为3.8V,电压表的量程应选用,待测小灯泡额定电流为0.3A,电流表的量程应选用,待测阻值约为
根据
为减小实验误差,电流表应采用外接法,想测绘小灯泡的图像,小灯泡两端电压应从零开始,滑动变阻器应采用分压式接法,实物连接如图所示
【小问2详解】
[1]滑动变阻器应采用分压式接法,滑动变阻器应选阻值较小的,故选。
[2]小灯泡两端电压应从零开始,闭合开关前滑动变阻器应移动到右端。
【小问3详解】
2节干电池的曲线为
整理得
在小灯泡的图像中作出2节干电池的曲线,可得交点坐标为,此时小灯泡的实际功率为
12. 为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材:
A.被测干电池一节;
B.电流表1:量程0~0.6 A,内阻r=0.3 Ω;
C.电流表2:量程0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω;
D.电压表1:量程0~3 V,内阻未知;
E.电压表2:量程0~15 V,内阻未知;
F.滑动变阻器1:0~10 Ω,3 A;
G.滑动变阻器2:0~100 Ω,0.5 A;
H.开关、导线若干。
利用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材:电流表选用________滑动变阻器选用 ________;(填写选项前的字母)
(2)实验电路图应选择图中的________(选填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像,则干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. B ②. F
(2)甲 (3) ①. 1.5 ②. 0.70
【解析】
【小问1详解】
[1] 电流表表1的内阻已知,故电流表选填B;
[2]为了便于调节,滑动变阻器选择阻值挍小的“,”的,故滑动变阻器选填F;
【小问2详解】
因电流表的内阻已知,其分压可以定量计算,故实验电路图应选择图甲;
【小问3详解】
[1][2] 根据图丙所示图像,可知干电池的电动势
内电阻
四、解答题( 12+12+12=36分)
(课本题)
13. 在如图所示的电路中,已知电源电动势,内阻r=3Ω,电阻,滑动变阻器的阻值可连续增大。
(1)当为多大时,消耗的功率最大?最大功率为多少?此时电源的效率为多少?
(2)当为多大时,电源的输出功率最大?最大功率为多少?此时电源的效率为多少?
(3)当为多大时,消耗的功率最大?最大功率为多少?此时电源的效率为多少?
【答案】(1),0.72W;
(2)1Ω,0.75W;
(3)5Ω,;
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,对定值电阻,当电路中的电流最大时其消耗的功率最大,由闭合电路欧姆定律可知,当时,电路中电流最大为
消耗的功率最大为
此时电源的效率为
【小问2详解】
根据题意可知,由于
外电路电阻随的增大而增大,电源的输出功率先增大后减小,则当时电源的输出功率最大,此时
由闭合电路欧姆定律可知,此时电路中电流
此时最大功率为
此时电源的效率为
【小问3详解】
把视为内电路的一部分,则当
时,消耗的功率最大,最大功率为
此时电源的效率为
14. 如图所示,xOy坐标平面的第Ⅰ象限内存在平行于x轴负方向的匀强电场,第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子从匀强电场中的A点由静止开始释放,从y轴上的C点射入匀强磁场时粒子的速度大小为v,从x轴上的D点射出匀强磁场时粒子的速度方向与x轴负方向的夹角。已知A点到C点、C点到原点O的距离均为L,不计粒子受到的重力。求:
(1)匀强电场的电场强度大小E;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子从A点运动到D点所用的时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中做匀加速运动的加速度大小为,根据牛顿第二定律有
根据运动规律有
解得
【小问2详解】
设粒子做匀速圆周运动的半径为,根据几何关系有
根据牛顿第二定律有
解得
【小问3详解】
设粒子从A点运动到点所用的时间为,从点运动到点所用的时间为,根据运动规律有
粒子从点运动到点通过的弧长
时间
粒子从A点运动到D点所用的时间
解得
(课本题改编)
15. 如图所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为=37°的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l=0.5m,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源。将一根质量为m=0.02kg的直导体棒放在两轨道上,且与两轨道垂直。已知电源的电动势为E=4V,内阻r=1Ω。导轨与金属杆的电阻不计,若重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6。
(1)如果可以任意改变导轨所在空间的磁场方向,若滑动变阻器电阻R=3Ω,使导体棒在光滑轨道上保持静止时求出磁场对导体棒的安培力的大小及匀强磁场磁感应强度B的最小值及其方向。
(2)若在轨道所在空间加一垂直斜面向上的匀强磁场B=0.4T,导体棒与导轨的动摩擦因数u=0.5,使导体棒在轨道上保持静止,滑动变阻器电阻R的范围(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
【答案】(1)0.12N,0.24T,垂直斜面向上
(2)3~19Ω
【解析】
【小问1详解】
导体棒平衡时受安培力
当B垂直斜面向上时,磁场B最小,此时
解得
Bmin=0.24T
方向垂直斜面向上。
【小问2详解】
当导体棒将要向上运动时
解得
当导体棒将要向下运动时
解得
即滑动变阻器电阻R的范围3~19Ω。
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余江一中2024年高二上学期期中考试物理试卷
内容:恒定电流与磁场 时间:75分钟
一、单选题(4*7=28分)
(课本题)
1. 为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
A. B.
C. D.
2. 下列装置运用电磁感应原理工作的是( )
A. 动圈式话筒 B. 等离子体发电
C. 直流电动机 D. 磁电式电流表
(课本题改编)
3. 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1 A2。平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是( )
A. 质谱仪是分析同位素重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内
C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小
(课本题)
4. 如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是
A. 棒中的电流变大,θ角变大
B. 两悬线等长变短,θ角变小
C. 金属棒质量变大,θ角变大
D. 磁感应强度变大,θ角变小
5. 如图所示为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场。带电粒子(不计重力)第一次以v1速度沿截面直径入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转60°角;该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转90°角,则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的( )
A. 半径之比为 B. 速度之比为 C. 速度之比为 D. 时间之比为
6. 真空中的某装置如图所示,其中平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏.今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上.已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4,电荷量之比为1∶1∶2,则下列判断中正确的是( )
A. 三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同
B. 三种粒子打到荧光屏上的位置相同
C. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2
D. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶4
7. 如图所示,由三根电阻相同导体连接而成的正三角形线框abc固定在匀强磁场中,线框所在平面与磁场方向垂直,a、b分别与直流电源两端相接。若导体ab受到的安培力大小为,ac段导体受到的安培力大小为,acb段导体受到的安培力大小为,正三角形abc受到的安培力大小为,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题(6*3=18分)
8. 在如图所示的电路中,电源电动势E和内阻r为定值,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合电键S,理想电流表A的示数为I,理想电压表和的示数分别为和,当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,各电表示数变化量分别为和,下列说法正确的是( )
A. I变大,变大 B. 电源的效率增加
C. 电源的总功率增加 D. 不变,不变
(课本题)
9. 如图所示的等臂天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为,共匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流(方向如图)时,在天平左、右两边加上质量各为的砝码,天平平衡。当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为的砝码后,天平重新平衡。由此可知( )
A. 磁感应强度的方向垂直纸面向外
B. 磁感应强度的方向垂直纸面向里
C. 磁感应强度的大小为
D. 磁感应强度的大小为
10. 如图所示,矩形边界内存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里,边足够长,边长为L。现有质量为m、电量为q的不同速率的带正电粒子,从的中点E射入磁场且速度方向与成角,不计粒子重力及粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动的最长时间为
B. 从边射出粒子的最小速度为
C. 从边射出粒子的最小速度为
D. 边上有粒子射出的区域长度为
三、实验题(共18分每空2分)
11. 某同学想测绘小灯泡的图像,所用器材如下:
A.待测小灯泡一只(额定电压3.8V,额定电流为0.3A);
B.双量程电压表V,内阻约为,内阻约为;
C.双量程电流表A,内阻约为,内阻约为;
D.滑动变阻器;
E.滑动变阻器;
F.4节干电池(每节干电池的电动势均为1.5V,内阻均为);
G.开关和导线若干。
(1)请将图甲中的电路补充完整。________
(2)滑动变阻器应选________(填“”或“”),闭合开关前滑动变阻器应移动到________(填“左”或“右”)端。
(3)根据实验数据描绘出小灯泡的图像,如图乙所示,现串联2节干电池并将小灯泡接在干电池两端,如图丙所示,则此时小灯泡的实际功率为________W(结果保留两位小数)。
12. 为了测量一节干电池的电动势和内阻,某同学采用了伏安法,现备有下列器材:
A.被测干电池一节;
B.电流表1:量程0~0.6 A,内阻r=0.3 Ω;
C.电流表2:量程0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω;
D.电压表1:量程0~3 V,内阻未知;
E.电压表2:量程0~15 V,内阻未知;
F.滑动变阻器1:0~10 Ω,3 A;
G.滑动变阻器2:0~100 Ω,0.5 A;
H.开关、导线若干。
利用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材:电流表选用________滑动变阻器选用 ________;(填写选项前的字母)
(2)实验电路图应选择图中的________(选填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像,则干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)
四、解答题( 12+12+12=36分)
(课本题)
13. 在如图所示的电路中,已知电源电动势,内阻r=3Ω,电阻,滑动变阻器的阻值可连续增大。
(1)当为多大时,消耗的功率最大?最大功率为多少?此时电源的效率为多少?
(2)当为多大时,电源输出功率最大?最大功率为多少?此时电源的效率为多少?
(3)当为多大时,消耗的功率最大?最大功率为多少?此时电源的效率为多少?
14. 如图所示,xOy坐标平面第Ⅰ象限内存在平行于x轴负方向的匀强电场,第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子从匀强电场中的A点由静止开始释放,从y轴上的C点射入匀强磁场时粒子的速度大小为v,从x轴上的D点射出匀强磁场时粒子的速度方向与x轴负方向的夹角。已知A点到C点、C点到原点O的距离均为L,不计粒子受到的重力。求:
(1)匀强电场的电场强度大小E;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子从A点运动到D点所用的时间t。
(课本题改编)
15. 如图所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为=37°光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l=0.5m,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源。将一根质量为m=0.02kg的直导体棒放在两轨道上,且与两轨道垂直。已知电源的电动势为E=4V,内阻r=1Ω。导轨与金属杆的电阻不计,若重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6。
(1)如果可以任意改变导轨所在空间的磁场方向,若滑动变阻器电阻R=3Ω,使导体棒在光滑轨道上保持静止时求出磁场对导体棒的安培力的大小及匀强磁场磁感应强度B的最小值及其方向。
(2)若在轨道所在空间加一垂直斜面向上的匀强磁场B=0.4T,导体棒与导轨的动摩擦因数u=0.5,使导体棒在轨道上保持静止,滑动变阻器电阻R的范围(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
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