精品解析:辽宁省大连市2024-2025学年高二上学期期末物理试卷
2025-02-09
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2份
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26页
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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-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | 大连市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.05 MB |
| 发布时间 | 2025-02-09 |
| 更新时间 | 2025-02-10 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50353847.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年辽宁省大连市高二(上)期末物理试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 如图所示,正确表明带正电的离子所受洛伦兹力f方向的是( )
A. B. C. D.
2. 如图为一种自动测定油箱内油面高度的装置,装置中的金属杆的一端接浮标(浮标与杠杆之间绝缘),另一端的触点P接滑动变阻器R,油量表由电流表改装而成,当汽车加油时,油箱内的油面上升的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电路中电流减小
B. R1两端电压增大
C. 整个电路消耗的功率减少
D. 电源的输出功率一定增大
3. 小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间成正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻。下列说法正确的是( )
A. 交变电流的频率为8Hz B. 交变电流的有效值为2A
C. 交变电流的最大值为2A D. 电流的瞬时值表达式为
4. 如图所示,通有等大同向电流的两长直导线水平放置且关于O点对称,导线中的电流垂直于纸面向里,A与连线垂直于两导线的连线,且两点到O点距离相同,下列说法正确的是( )
A. O点磁感应强度为零
B. O点的磁感应强度比A点大
C. A点的磁场方向水平向左
D. 点的磁场方向水平向右
5. 磁流体发电的原理如图所示,将一束速度为v的等离子体(含有大量正、负带电粒子)垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中,在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板间产生电压,如果把上、下板和电阻R连接,上、下板就是一个直流电源的两极。稳定时两板间等离子体的电阻为r,忽略边缘效应,下列判断正确的是( )
A. 上板为正极
B. 上、下两极板两的电压
C. 增大电阻R的阻值,电源的输出功率一定变大
D. 电动势的大小与等离子体浓度大小无关
6. 如图甲所示,在水平绝缘的桌面上,一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,规定磁场的方向垂直于桌面向下为正,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列关于线框中的感应电流i(规定逆时针为正)随时间t变化的关系正确的是( )
A B.
C. D.
7. 如图所示,横截面为半圆的光滑柱体固定在水平面上,空间存在与纸面平行的磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度为L、质量为m、电流强度为I的通电直导线a(电流方向如图)在安培力的作用力下恰好静止在圆弧面上,此时a与圆心连线和竖直方向夹角为30°,则下列判断正确的是( )
A. 磁感应强度方向可能水平向左 B. 磁感应强度方向一定水平向右
C. 磁感应强度大小可能是 D. 磁感应强度大小可能是
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图是常用的学生饭卡内部实物图,其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时,刷卡机会激发变化的磁场,从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作,已知线圈面积为S,共n匝,某次刷卡时,线圈平面与磁场垂直,且全部处于磁场区域内,在感应时间内,磁感应强度方向向外且由0均匀增大到,此过程中( )
A. 线圈中产生的感应电流方向为顺时针 B. 线圈中磁通量变化量为
C. 线圈中感应电动势大小为 D. AB边所受安培力变大
9. 如图所示,在腰长为L的等腰直角三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质量均为m的甲粒子(带电荷量为+q)和乙粒子(带电荷量为-q)分别从a、b两点沿ab方向和ba方向射入磁场。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A. 乙粒子速度合适,可以从c点射出磁场
B. 甲粒子从c点射出磁场的时间为
C. 乙粒子从bc边射出的最大轨道半径为
D. 甲、乙两粒子在磁场中运动的最长时间之比为1:2
10. 如图所示,倾角为30°,间距为L、足够长的光滑平行金属导轨的底端接阻值为R的电阻,质量为m的金属棒通过跨过轻质定滑轮的绝缘细线与质量为4m的重物相连,滑轮左侧细线与导轨平行;金属棒的电阻为R、长度为L,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将重物由静止释放,其下落高度h时达到最大速度v,重力加速度为g,空气阻力及导轨电阻不计,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 细线的拉力一直减小
B. 通过电阻R的电荷量为
C. 金属棒克服安培力做功为
D. 该过程所经历的时间为
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 如图所示是“探究影响感应电流方向因素”的实验装置:
①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将A线圈迅速插入B线圈中,电流计指针将________偏转(填“向左”“向右”或 “不”);
②连好电路后,并将A线圈插入B线圈中后,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是________;
A.插入铁芯 B.拔出A线圈
C.变阻器的滑片向左滑动 D.断开开关S瞬间
12. 图甲为电阻式触摸屏的简化原理:按压屏幕时,相互绝缘的两导电层就在按压点位置有了接触,从而改变接入电路的电阻。
粗测该触摸屏单元未按压状态下电阻约为几十欧姆。某研究小组的同学想较准确测量此电阻,可供使用的器材有:
A.电源电动势为6V,内阻约为;
B.电流表量程为3mA,内阻为;
C.电流表量程为60mA,内阻约为;
D.滑动变阻器总阻值约为;
E.电阻箱,最大阻值为;
F.开关S,导线若干。
(1)该小组同学将电流表和电阻箱串联改装成量程为的电压表,电阻箱的阻值应调为______;
(2)该小组同学设计了图丙测量电路,为了尽量减小实验误差,电阻箱右边的导线应该接______(填“a”或“b”);按正确选择连接好电路之后,改变滑动变阻器滑片位置,测得多组对应的电流表和电流表的示数、,得到了图丁的图像,由图中数据可得该触摸屏单元未按压状态下的阻值为______(结果保留2位有效数字);该测量方法中电流表的内阻对测量结果______(填“有”或“没有”)影响。
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 某个小水电站发电机的输出功率为100kW,发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电,输电线的总电阻为8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220V,要求在输电线上损失的功率控制在5kW(即用户得到的功率为95kW)求:
(1)输电线上通过的电流;
(2)升压变压器输出的电压;
(3)升压、降压变压器原、副线圈的匝数比。
14. 如图所示,平行长直光滑固定金属导轨、平面与水平面的夹角,导轨间距为,上端接有的电阻,在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,磁场区域为,磁感应强度大小为,磁场区域宽度为,放在导轨上的一金属杆质量为、电阻为,从距磁场上边缘处由静止释放,金属杆进入磁场上边缘的速度。导轨的电阻可忽略不计,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,重力加速度大小为,求:
(1)金属杆距磁场上边缘的距离;
(2)杆通过磁场区域的过程中所用的时间;
(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻上产生的焦耳热。
15. 如图所示,边长为L的等边三角形abc区域外存在垂直于abc所在平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,P、Q两点分别为ab边的三等分点。时刻,带负电的粒子在abc平面内以初速度从a点垂直于ac边射出,从P点第一次进入三角形abc区域。不计粒子重力,求:
(1)粒子的比荷;
(2)粒子第一次到c点的时间;
(3)粒子回到a点的可能时间。
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2024-2025学年辽宁省大连市高二(上)期末物理试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 如图所示,正确表明带正电的离子所受洛伦兹力f方向的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,洛伦兹力方向向下,故A错误;
B.根据左手定则可知,洛伦兹力方向向上,故B正确;
C.根据左手定则可知,洛伦兹力方向垂直纸面向外,故C错误;
D.根据左手定则可知,洛伦兹力方向垂直纸面向里,故D错误;
故选B。
2. 如图为一种自动测定油箱内油面高度的装置,装置中的金属杆的一端接浮标(浮标与杠杆之间绝缘),另一端的触点P接滑动变阻器R,油量表由电流表改装而成,当汽车加油时,油箱内的油面上升的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电路中电流减小
B. R1两端电压增大
C. 整个电路消耗的功率减少
D. 电源的输出功率一定增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.当汽车加油时,油箱内的油面上升的过程中,通过浮标和杠杆使触点P向下滑动,滑动变阻器R接入电路的电阻变小,整个电路的总电阻变小,电路中的电流增大,故A错误;
B.根据欧姆定律,R1两端电压为
由于电路中的电流I变大,所以R1两端电压增大,故B正确;
C.整个电路消耗的功率为
由于电路中的电流I变大,E不变,所以整个电路消耗的功率增大,故C错误;
D.当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,因不知道电路中内外电阻的大小关系,所以无法判断电源的输出功率如何变化,故D错误。
故选B。
3. 小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间成正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻。下列说法正确的是( )
A. 交变电流的频率为8Hz B. 交变电流的有效值为2A
C. 交变电流的最大值为2A D. 电流的瞬时值表达式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知交流电的周期
所以交流电的频率为
故A错误;
BC.由图可知感应电动势的最大值为
所以交变电流的最大值为
交变电流有效值为
故B错误,C正确;
D.线圈转动的角速度为
所以电流的瞬时值表达式为
故D错误。
故选C。
4. 如图所示,通有等大同向电流的两长直导线水平放置且关于O点对称,导线中的电流垂直于纸面向里,A与连线垂直于两导线的连线,且两点到O点距离相同,下列说法正确的是( )
A. O点的磁感应强度为零
B. O点的磁感应强度比A点大
C. A点的磁场方向水平向左
D. 点的磁场方向水平向右
【答案】A
【解析】
【详解】A.两导线在O点产生的磁场的磁感应强度大小相等,方向相反,叠加后的磁感应强度为零,故A正确;
C.由安培定则可知两导线在A点产生磁感应强度方向水平向右,故C错误;
B.O点的磁感应强度比A点小,故B错误;
D.由安培定则可知两导线在点产生的磁感应强度方向水平向左,故D错误。
故选A。
5. 磁流体发电的原理如图所示,将一束速度为v的等离子体(含有大量正、负带电粒子)垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中,在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板间产生电压,如果把上、下板和电阻R连接,上、下板就是一个直流电源的两极。稳定时两板间等离子体的电阻为r,忽略边缘效应,下列判断正确的是( )
A. 上板为正极
B. 上、下两极板两的电压
C. 增大电阻R的阻值,电源的输出功率一定变大
D. 电动势的大小与等离子体浓度大小无关
【答案】D
【解析】
【详解】A.大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时,由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下,所以正电荷会聚集的下板,负电荷受到的洛伦兹力向上,负电荷聚集到上板,故下板相当于电源的正极,上板相当于电源的负极,故A错误;
BD.根据
可得电动势
产生的电动势与等离子体的浓度无关,磁流体发电机具有内阻,上下板两端为路端电压,故上、下两极板两的电压
故B错误,D正确;
C.当电阻R等于电源内阻时,由于不清楚电阻R与内阻的大小关系,故增大电阻R的阻值,电源的输出功率不一定变大,故C错误。
故选D。
6. 如图甲所示,在水平绝缘的桌面上,一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,规定磁场的方向垂直于桌面向下为正,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列关于线框中的感应电流i(规定逆时针为正)随时间t变化的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在0~1s内,磁感应强度B向里均匀增加,则线框中产生感应电流,由楞次定律可得电流方向为逆时针,由法拉第电磁感应定律可得
恒定,则感应电流大小恒定;1~2s内,磁场不变,则线框中磁通量恒定,所以没有感应电流;2~4s内,图像斜率不变,感应电流不变,电流方向为顺时针;4~5s感应电流为零;5~6s感应电流与0~1s感应电流相同。
故选B。
7. 如图所示,横截面为半圆的光滑柱体固定在水平面上,空间存在与纸面平行的磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度为L、质量为m、电流强度为I的通电直导线a(电流方向如图)在安培力的作用力下恰好静止在圆弧面上,此时a与圆心连线和竖直方向夹角为30°,则下列判断正确的是( )
A. 磁感应强度方向可能水平向左 B. 磁感应强度方向一定水平向右
C. 磁感应强度大小可能是 D. 磁感应强度大小可能是
【答案】C
【解析】
【详解】A.柱体表面光滑,当磁感应强度方向水平向左时,安培力竖直向下,与重力和柱体的支持力不可能平衡,故A错误;
B.如图,导体棒受力情况如下也可以保持平衡
根据左手定则可知,磁场方向为沿图中支持力方向的反方向,故B错误;
C.当磁感应强度水平向右时,受到的安培力竖直向上,如果没有弹力N,则满足
解得
故C正确;
D.由以上分析可知,平衡时满足
解得
故D错误。
故选C。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图是常用的学生饭卡内部实物图,其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时,刷卡机会激发变化的磁场,从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作,已知线圈面积为S,共n匝,某次刷卡时,线圈平面与磁场垂直,且全部处于磁场区域内,在感应时间内,磁感应强度方向向外且由0均匀增大到,此过程中( )
A. 线圈中产生的感应电流方向为顺时针 B. 线圈中磁通量变化量为
C. 线圈中感应电动势大小为 D. AB边所受安培力变大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.磁感应强度向外均匀增大,由楞次定律可得感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里,根据安培定则可知感应电流为顺时针方向,故A正确;
B.线框中磁通量变化量为
与线圈匝数无关,故B错误;
CD.磁感应强度方向向外且由0均匀增大到电动势大小为
电动势大小不变,线框中产生的感应电流一直不变,磁感应强度变大,安培力逐渐变大,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,在腰长为L的等腰直角三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质量均为m的甲粒子(带电荷量为+q)和乙粒子(带电荷量为-q)分别从a、b两点沿ab方向和ba方向射入磁场。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A. 乙粒子速度合适,可以从c点射出磁场
B. 甲粒子从c点射出磁场的时间为
C. 乙粒子从bc边射出的最大轨道半径为
D. 甲、乙两粒子在磁场中运动的最长时间之比为1:2
【答案】CD
【解析】
【详解】A.如图所示
乙粒子轨迹恰好与ac边相切时,乙粒子从bc边射出轨迹半径最大,所以乙不会从c点射出磁场,故A错误;
B.如图所示
甲粒子轨迹恰好与bc边相切于c点从c点射出磁场,根据几何关系可得,甲粒子的轨迹半径为L,运动轨迹所对的圆心角为,即运动了四分之一周期的时间,则运动时间为
故B错误;
C.乙粒子轨迹与ac边相切时,乙粒子从bc边射出的轨迹半径最大,设切点为e,由几何关系可得
所以乙粒子从bc边射出的最大轨迹半径为
故C正确;
D.由B项可知甲粒子在磁场中运动的最长时间为
乙粒子在磁场中运动最长时间为
则甲、乙两粒子在磁场中运动的最长时间之比为1:2,故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,倾角为30°,间距为L、足够长的光滑平行金属导轨的底端接阻值为R的电阻,质量为m的金属棒通过跨过轻质定滑轮的绝缘细线与质量为4m的重物相连,滑轮左侧细线与导轨平行;金属棒的电阻为R、长度为L,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将重物由静止释放,其下落高度h时达到最大速度v,重力加速度为g,空气阻力及导轨电阻不计,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 细线的拉力一直减小
B. 通过电阻R的电荷量为
C. 金属棒克服安培力做功为
D. 该过程所经历的时间为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据题意,对重物和金属棒组成的系统,由牛顿第二定律可得
联立可得
由此可知,随着系统开始运动,速度逐渐增大,安培力逐渐增大,则系统做加速度逐渐减小的加速运动,直至加速度为0时,系统以速度v做匀速直线运动;根据题意,对重物,由牛顿第二定律可得
结合以上分析可知,细线的拉力一直增大,直到速度最大后,拉力大小保持不变,故A错误;
B.由电磁感应中电荷量的推论公式可得,通过电阻R的电荷量为
故B错误;
C.整个电路是纯电阻电路,克服安培力做的功全部转化为焦耳热,由能量守恒定律可得
解得
根据功能关系可知,金属棒克服安培力做的功为
故C正确;
D.根据冲量公式可得,金属棒所受安培力的冲量大小为
解得
对整体,根据动量定理可知,合力的冲量大小为
联立可得
故D正确。
故选CD
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置:
①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将A线圈迅速插入B线圈中,电流计指针将________偏转(填“向左”“向右”或 “不”);
②连好电路后,并将A线圈插入B线圈中后,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是________;
A.插入铁芯 B.拔出A线圈
C.变阻器的滑片向左滑动 D.断开开关S瞬间
【答案】 ①. 向右 ②. BD
【解析】
【详解】①[1]已知闭合开关瞬间,A线圈中的磁通量增加,产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转,可知磁通量增加时,灵敏电流计的指针向右偏转;当开关闭合后,将A线圈迅速插入B线圈中时,B线圈中的磁通量增加,所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转;
②[2]A.要使灵敏电流计的指针向左偏转,根据楞次定律知,磁通量应减小。插入铁芯时,B线圈中的磁通量增加,A错误;
B.拔出A线圈时,B线圈中的磁通量减小,B正确;
C.变阻器的滑片向左滑动时,电流增大,B线圈中的磁通量增大,C错误;
D.断开开关S瞬间,电流减小,B线圈中的磁通量减小,D正确。
故选BD。
12. 图甲为电阻式触摸屏的简化原理:按压屏幕时,相互绝缘的两导电层就在按压点位置有了接触,从而改变接入电路的电阻。
粗测该触摸屏单元未按压状态下的电阻约为几十欧姆。某研究小组的同学想较准确测量此电阻,可供使用的器材有:
A.电源电动势为6V,内阻约为;
B.电流表量程为3mA,内阻为;
C.电流表量程为60mA,内阻约为;
D.滑动变阻器总阻值约为;
E.电阻箱,最大阻值为;
F.开关S,导线若干。
(1)该小组同学将电流表和电阻箱串联改装成量程为的电压表,电阻箱的阻值应调为______;
(2)该小组同学设计了图丙测量电路,为了尽量减小实验误差,电阻箱右边的导线应该接______(填“a”或“b”);按正确选择连接好电路之后,改变滑动变阻器滑片位置,测得多组对应的电流表和电流表的示数、,得到了图丁的图像,由图中数据可得该触摸屏单元未按压状态下的阻值为______(结果保留2位有效数字);该测量方法中电流表的内阻对测量结果______(填“有”或“没有”)影响。
【答案】(1)1495
(2) ①. a ②. 79 ③. 没有
【解析】
【小问1详解】
把电流表改装成的电压表需要串联分压电阻,串联电阻阻值
【小问2详解】
[1]电压表是由电流表改装成的,流过电压表的电流可以直接读出,为减小实验误差,电流表应采用外接法,即导线应接a。
[2]根据图丙所示电路图由欧姆定律得
整理得
由图示图像可知
代入数据解得
[3]由图示电路图可知,电流表采用外接法,该测量方法中电流表的内阻对测量结果没有影响。
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 某个小水电站发电机的输出功率为100kW,发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电,输电线的总电阻为8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220V,要求在输电线上损失的功率控制在5kW(即用户得到的功率为95kW)求:
(1)输电线上通过的电流;
(2)升压变压器输出的电压;
(3)升压、降压变压器原、副线圈匝数比。
【答案】(1)25A (2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
输电线上损失功率
解得
【小问2详解】
升压变压器的输出功率
解得
【小问3详解】
升压变压器
又
解得
降压变压器
解得
14. 如图所示,平行长直光滑固定的金属导轨、平面与水平面的夹角,导轨间距为,上端接有的电阻,在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,磁场区域为,磁感应强度大小为,磁场区域宽度为,放在导轨上的一金属杆质量为、电阻为,从距磁场上边缘处由静止释放,金属杆进入磁场上边缘的速度。导轨的电阻可忽略不计,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,重力加速度大小为,求:
(1)金属杆距磁场上边缘的距离;
(2)杆通过磁场区域的过程中所用的时间;
(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻上产生的焦耳热。
【答案】(1)0.4m;(2)0.2s;(3)0.096J
【解析】
【详解】(1)由机械能守恒可得
解得金属杆距磁场上边缘的距离为
(2)由法拉第电磁感应定律,金属杆刚进入磁场时,电动势为
由闭合电路欧姆定律得
金属杆受到的安培力为
金属杆重力沿轨道平面向下的分力为
所以金属杆进入磁场后做匀速直线运动,则金属杆通过磁场区域的过程中所用的时间
(3)由能量守恒定律得,回路中产生的焦耳热为
金属杆通过磁场区域的过程中,在电阻上产生的热量为
联立解得
15. 如图所示,边长为L的等边三角形abc区域外存在垂直于abc所在平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,P、Q两点分别为ab边的三等分点。时刻,带负电的粒子在abc平面内以初速度从a点垂直于ac边射出,从P点第一次进入三角形abc区域。不计粒子重力,求:
(1)粒子的比荷;
(2)粒子第一次到c点的时间;
(3)粒子回到a点的可能时间。
【答案】(1)
(2)
(3)(n=1,2,3…)
【解析】
【小问1详解】
画出粒子运动轨迹如图所示
可知粒子的轨迹半径为
根据洛伦兹力提供向心力
解得
【小问2详解】
根据洛伦兹力提供向心力
、
可得
粒子从a点到P点的时间
解得
粒子从P点到M点做匀速直线运动的时间
其中
解得
粒子从M点到c点的时间
解得
粒子第一次到达c点的时间为
解得
【小问3详解】
由图可知,粒子第一次回到a点相当于3个从a到c的时间,则所用的时间为
解得
所以粒子回到a点的所有可能时间为
即
(n=1,2,3…)
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