第一篇：交流電、電磁場和電磁波--2011屆高三物理教案及練習(xí)題1
2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案及跟蹤訓(xùn)練
第一單元 交變電流 第1課時 交流電的產(chǎn)生及描述
要點(diǎn)一 交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律
1.（2009·通州模擬）某線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生交變 電流的圖象如圖所示,由圖中信息可以判斷 A.在A和C時刻線圈處于中性面位置 B.在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零 C.從A～D時刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為2 π
D.若從O～D時刻歷時0.02 s,則在1 s內(nèi)交變電流的方向改變100次 答案 D
（）
要點(diǎn)二 描述交流電的物理量
2.如圖所示,交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈,每匝線圈所圍面積為S,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度為?,線圈內(nèi)阻為r,外電路電阻為R.當(dāng)線圈由圖中實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動90°到達(dá)虛線位置過程中,求:（1）通過R的電荷量q為多少？（2）R上產(chǎn)生的電熱QR為多少？（3）外力做的功W為多少？
nBSπ?n2B2S2Rπ?n2B2S2答案（1）（2）（3）
R?r4(R?r)4(R?r)2
題型1 求交流電的有效值
【例1】如圖所示表示交變電流的電流隨時間變化的圖象,此交變電流的有效值 是（）
A.52 A C.3.52 A 答案 B
B.5 A D.3.5 A
題型2 交流電圖象的應(yīng)用
【例2】如圖所示,為某交變電動勢隨時間變化的圖象,從圖象中可知交變電動勢的峰值為 V,周期T是 s,交變電動勢變化最快的時刻是
,穿過產(chǎn)生此電動勢的線圈的磁通量變化最快的時刻是 ,若此交流線圈共100匝,則穿過此線圈的最大磁通量是 Wb.答案 310 2×10-
2nT2n?1T（n=0,1,2,3?）
（n=1,2,3?）421×10
-2題型3 生活物理
【例3】曾經(jīng)流行過一種自行車,它有能向車頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī),如圖甲為其結(jié)構(gòu)示意圖.圖中N、S是一對固定的磁極,abcd為固定轉(zhuǎn)軸上的矩形線框,轉(zhuǎn)軸過bc邊中點(diǎn),與ab邊平行,它的一端有一半徑r0=1.0 cm的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣相接觸,如圖乙所示.當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時,因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動,從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動.設(shè)線框由N=800 匝導(dǎo)線圈組成,每匝線圈的面積S=20 cm,磁極間的磁場可視作勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.010 T,自行車車輪的半徑R1=35 cm,小齒輪的半徑R2=4.0 cm,大齒輪的半徑R3=10.0 cm.現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動,問大齒輪的角速度為多大時才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值U=3.2 V?（假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動）
2答案 3.2 rad/s
1.一個邊長為6 cm的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場中,線框平面與磁場垂直,電阻為0.36Ω.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖所示,則線框中感應(yīng)電流的有效值為（）
A.2×1010-5-5 A
B.6×10
A
C.2-5
×10A 2 D.322×A
答案 B
2.如圖所示,一個匝數(shù)為10的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動, 周期為T.若把萬用電表的選擇開關(guān)撥到交流電壓擋,測得a、b兩點(diǎn)間的電壓為 20.0 V,則可知:從中性面開始計(jì)時,當(dāng)t=T/8時,穿過線圈的磁通量的變化率約 為
（）
D.20.0 Wb/s A.1.41 Wb/s 答案 B
B.2.0 Wb/s C.14.1 Wb/s 3.如圖所示為演示用的手搖發(fā)電機(jī)模型,勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,線圈匝數(shù) n=50,每匝線圈面積0.48 m,轉(zhuǎn)速150 r/min,在勻速轉(zhuǎn)動過程中,從圖示位置線 圈轉(zhuǎn)過90°開始計(jì)時.（1）寫出交變感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式.（2）畫出e-t圖線.答案（1）e=188sin 5πt V（2）見下圖
4.如圖所示,矩形線框匝數(shù)n=250匝,ab=12 cm,ad=10 cm,線框置于B=T的勻 π2強(qiáng)磁場中,繞垂直于磁場的軸OO′以120 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動,線框通過滑環(huán) 與外電路相連,外電路接有R=12Ω的電阻及一只發(fā)光電壓和熄滅電壓都為12 V的氖泡L.求:（1）當(dāng)S接e時,電流表讀數(shù)為多少?R的熱功率為多大?10 min內(nèi)外力對線框做功多少?（2）當(dāng)S接f時,氖泡閃光頻率為多大?通電10 min,氖泡發(fā)光總時間為多少?（線框電阻不計(jì)）
答案（1）1.41 A 24 W 1.44×10 J
4（2）4 Hz 400 s
第2課時 交變電流綜合問題 電感和電容對交流電的作
用
要點(diǎn)一 交變電流綜合問題
1.如圖所示,線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,電容器兩極板水平放置.在兩極板間,不計(jì)重力的帶正電粒子Q在t=0時由靜止釋放,若兩板間距足夠?qū)?則下列運(yùn)動可能的是（）
A.若t=0時,線圈平面與磁場垂直,粒子一定能到達(dá)極板 B.若t=0時,線圈平面與磁場平行,粒子在兩極間往復(fù)運(yùn)動 C.若t=0時,線圈平面與磁場垂直,粒子在兩極間往復(fù)運(yùn)動 D.若t=0時,線圈平面與磁場平行,粒子一定能到達(dá)極板 答案 AB
要點(diǎn)二 電感和電容對交變電流的作用
2.如圖所示,三個燈泡是相同的,而且耐壓足夠,電源內(nèi)阻忽略.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S接A時, 三個燈亮度相同,那S接B時（）A.三個燈亮度相同
亮
C.甲燈和乙燈亮度相同,丙燈不亮
答案 D
B.甲燈最亮,丙燈不
D.只有丙燈不亮,乙燈最亮
題型1 交變電流的電路問題
【例1】如圖所示線圈面積為0.05 m,共100匝,線圈總電阻為r=1Ω,外電阻R=9Ω,線圈
處于B=2 T的勻強(qiáng)磁場中.當(dāng)線圈繞OO′以轉(zhuǎn)速n=300 r/min勻速轉(zhuǎn)動時,求: π（1）若從線圈處于中性面開始計(jì)時,寫出電動勢的瞬時表達(dá)式.（2）兩電表的示數(shù).（3）線圈轉(zhuǎn)過180°的過程中,通過電阻的電荷量.（4）線圈勻速轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的總熱量.答案（1）e=100sin 10πt V（3）2 C π（2）52A 452V
（4）100 J
題型2 帶電粒子在交變電場中運(yùn)動
【例2】如圖是示波管的示意圖.豎直偏轉(zhuǎn)電極的極板長l=4 cm,板間距離d=1 cm,板右端距熒光屏L=18 cm.（水平偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓,沒有畫出）電子沿中心線進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場的速度是1.6×10 m/s.電子的電荷量e=1.60×107
C,質(zhì)量m=0.91×10
kg.若在偏轉(zhuǎn)電極上加u= 220sin 100πt V的交變電壓,在熒光屏的豎直坐標(biāo)軸上能觀測到多長的線段?
答案 10 cm
題型3 生活物理
【例3】如圖所示是一種自行車上照明用的車頭燈發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,轉(zhuǎn)軸的一端裝有一對隨軸轉(zhuǎn)動的磁極,另一端裝有摩擦小輪.電樞線圈繞在固定的U形鐵芯上,自行車車輪轉(zhuǎn)動時,通過摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動,使線圈中產(chǎn)生正弦交變電流,給車頭燈供電.已知自行車車輪半徑r=35 cm,摩擦小輪半徑r0=1.00 cm,線圈有n=800匝,線圈框橫截面積S=20 cm,總電阻R1=40Ω.旋轉(zhuǎn)磁極的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.010 T,車頭燈電阻R2=10Ω.當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動的角速度?=8 rad/s時求:
2（1）發(fā)電機(jī)磁極轉(zhuǎn)動的角速度.（2）車頭燈中電流的有效值.答案（1）280 rad/s
（2）64 mA
1.兩個相同的燈泡L1和L2,接到如圖所示的電路中,燈L1與電容器串聯(lián),燈L2與電感線圈串聯(lián),當(dāng)a、b處接電壓最大值Um、頻率為f的正弦交流電源時,兩燈都發(fā)光,且亮度相同.更換一個新的正弦交流電源后,燈L1的亮度高于燈L2的亮度,新電源的電壓最大值和頻率可能是
（）
A.最大值仍為Um,而頻率大于f C.最大值大于Um,而頻率仍為f 答案 A
2.如圖所示,“二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚(yáng)聲器,它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段,分別稱為高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器.音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來,送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器,以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機(jī)械振動.圖為音箱的電路簡化圖,B.最大值仍為Um,而頻率小于f D.最大值小于Um,而頻率仍為f
高、低頻混合電流由a、b端輸入,L是線圈,C是電容器,則（）
A.甲揚(yáng)聲器是高音揚(yáng)聲器
C.乙揚(yáng)聲器是高音揚(yáng)聲器
答案 BC
3.如圖所示,一個被x軸與曲線方程y=0.2sin
10πx m所圍的空間中存在著勻強(qiáng)磁場.磁場方3
B.甲揚(yáng)聲器是低音揚(yáng)聲器 D.乙揚(yáng)聲器是低音揚(yáng)聲器
向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T.正方形金屬線框的邊長是0.40 m,電阻是0.1Ω,它的一條邊與x軸重合.在拉力F的作用下,線框以10 m/s的速度水平向右勻速運(yùn)動.試求:
（1）拉力F的最大功率是多少?
（2）拉力F要做多少功才能把線框拉過磁場區(qū)? 答案（1）1.6 W
（2）0.048 J
34.如圖所示,在真空中速度v0=6.4×10 m/s的電子束連續(xù)射入兩平行板之間,板長L=12 cm,板間距離d=0.5 cm,兩板不帶電時,電子束將沿兩板之間的中線做直線運(yùn)動.在兩板之間加一交變電壓u=91sin100πt V,若不計(jì)電子間的相互作用,電子電荷量 e=1.6×10-19 C,電子質(zhì)量m=9.1×10
kg,不計(jì)電子打在極板上對兩極電壓的影響.（1）在圖中畫出電子束可能出現(xiàn)的區(qū)域.（畫斜線表示,要求有推理和計(jì)算過程）（2）如果以兩極板剛加上交變電壓時開始計(jì)時（t=0）,則何時進(jìn)入交變電場的電子打在極板上具有最大的動能? 答案（1）見右圖
（2）（0.005+0.01n）s（n=0,1,2,?）
1.如圖所示的交變電流,最大值為Im,周期為T,則下列有關(guān)該交變電流的有效值I, 判斷正確的是
A.I=正確 答案 B
2.如圖所示,把電阻R、電感線圈L、電容器C并聯(lián)接到一交流電源上,三個 電流表的示數(shù)相同.若保持電源電壓大小不變,而將頻率減小,則三個電流 表的示數(shù)I1、I2、I3的大小關(guān)系是 A.I1=I2=I3
Im2
Im2
（）
D.以上均不ImB.I<
C.I >
（）
B.I1>I2>I3
C.I2>I1>I3 D.I3>I1>I2 答案 C
3.如圖所示,交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈邊長ab=cd=0.4 m,ad=bc=0.2 m,線圈匝數(shù) N=100,電阻r=1Ω,線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的 軸以?=100πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動,外接電阻R=9Ω,以圖示時刻開始計(jì)時, 則（）
B.t=0時線圈中磁通量變化率最大 A.電動勢瞬時值為160πsin100π V
C.t= s時線圈中感應(yīng)電動勢最大 A
答案 BC 12
D.交變電流的有效值是82π
4.如圖所示,一單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中,線框中的最大磁通量為Φm,最大感應(yīng)電動勢為Em,下列說法正確的是（）A.當(dāng)磁通量為零時,感應(yīng)電動勢也為零 B.當(dāng)磁通量減小時,感應(yīng)電動勢在減小
C.當(dāng)磁通量等于0.5Φm時,感應(yīng)電動勢等于0.5Em D.角速度?等于答案 D
5.（2009·安陽月考）收錄機(jī)等小型家用電器所用的穩(wěn)壓電源,是將220 V的正弦交流電變?yōu)榉€(wěn)定的直流電的裝置,其中的關(guān)鍵部分是整流電路.有一種整流電路可以將正弦交流電變成如圖所示的脈動直流電（每半個周期Em Φm都按正弦規(guī)律變化）,則該脈動直流電電流的有效值為（）A.82A 答案 B
6.將阻值為5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上,電源電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示.下列說法正確的是（）
A.電路中交變電流的頻率為0.25 Hz C.電阻消耗的電功率為2.5 W 壓是5 V 答案 C
7.如圖（甲）所示，為電熱毯的電路圖，電熱絲接在u=311sin 100πt V的電源上，電熱毯
B.42A
C.22A
D.2A
B.通過電阻的電流為2A
D.用交流電壓表測得電阻兩端的電
被加熱到一定溫度后，通過裝置P使輸入電壓變?yōu)閳D（乙）所示的波形，從而進(jìn)入保溫狀態(tài)，若電熱絲電阻保持不變，此時交流電壓表的讀數(shù)是（）
A.110 V 答案 B
8.如圖甲所示電路,電阻R的阻值為50Ω,在ab間加上圖乙所示的正弦交流電,則下面說法中錯誤的是 ．．（）
B.156 V
C.220 V
D.311 V
A.交流電壓的有效值為100 V B.電流表示數(shù)為2 A
C.產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度為3.14 rad/s
D.如果產(chǎn)生該交流電的線圈轉(zhuǎn)速提高一倍,則電流表的示數(shù)也增大一倍 答案 C
9.一個閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場中,并且可繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,角速度為?時,線圈中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值為E0,周期為T0,外力提供的功率為P0.若使線圈轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)??,線圈中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值為E,周期為T,外力提供的功率為P.則E、T
和
P的大
小
為
（）
A.E=2E0,T=T0,P=2P0 C.E=2E0,T=T0,P=2P0 答案 D
10.將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形,每邊長為l,它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方 1
2B.E=E0,T=T0,P=2P0
1212
D.E=2E0,T=T0,P=4P0
向如圖的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為n.導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接,外電路接有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光,電路中除燈泡外,其余部分的電阻不計(jì),燈泡的（）
電
阻
應(yīng)
為
(2πl(wèi)2nB)2A.P答案 B
2(πl(wèi)2nB)2B.P
(l2nB)2C.2P
(l2nB)2D.P11.如圖所示為一個小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線圈的長度 ab=0.25 m,寬度bc=0.20 m,共有n=100匝,總電阻r=1.0Ω,可繞與磁場方 向垂直的軸OO′轉(zhuǎn)動.線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40 T的勻強(qiáng)磁場中,與線 圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個“3.0 V,1.8 W”的燈泡.當(dāng)線圈以角速度? 勻速轉(zhuǎn)動時,小燈泡消耗的功率恰好為1.8 W.則:（1）推導(dǎo)發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值的表達(dá)式Em=nBS?（其中S表示線圈的面積）.（2）求線圈轉(zhuǎn)動的角速度?.（3）線圈以上述角速度轉(zhuǎn)動100周過程中發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能.答案（1）線圈平面與磁場方向平行時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大,設(shè)ab邊的線速度為v,該邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1=BLabv
與此同時,線圈的cd邊也在切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2=BLcdv,線圈產(chǎn)生的總感應(yīng)電動勢為Em=n（E1+E2）,因?yàn)長ab=Lcd,所以Em=n·2BLabv 線速度v=?·Lbc,故Em=nBLab·Lbcω 而S=LabLcd(S為線圈的面積),Em=nBS?.（2）2.5 rad/s（3）5.43×10 J
21212.（2009·泰安月考）如圖所示,間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌,水平地放置在 豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,一端接阻值是R的電阻.一電阻是R0, 質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上,在外力F作用下從t=0的時刻開始運(yùn)動,其速度隨時間的變化規(guī)律是v=vmsinωt,不計(jì)導(dǎo)軌電阻.求:（1）安培力Fi與時間t的關(guān)系式.（2）從t=0到t=π時間內(nèi)外力F所做的功.2?
答案（1）Fi=B2L2vm1πB2L2m2sin?t（2）mvm2? R?R024?(R?R0)13.真空中足夠大的兩個相互平行的金屬板a、b之間距離為d,兩極之間的電壓Uab=Ua-Ub,按圖所示規(guī)律變化,其周期為T,在t=0時刻一帶正電的粒子僅在電場力作用下,由a板從靜止開始向b板運(yùn)動,并于t=nT（n為自然數(shù)）時刻恰好到達(dá)b板.（1）求當(dāng)該粒子的位移為多大時,速度第一次達(dá)到最大?速度的最大值是多少?（2）若該粒子在t=T/6時刻才從a板開始運(yùn)動,并且以粒子開始運(yùn)動為計(jì)時起點(diǎn),求粒子經(jīng)過同樣長的時間（nT）,將運(yùn)動到離a板多遠(yuǎn)的地方?（3）若該粒子在t=T/6時刻才從a板開始運(yùn)動,求粒子經(jīng)過多長時間才能到達(dá)b板? 答案（1）d2d
nnT（2）
d12（3）（3n-?T（n=0,1,2,3,?）336
第二篇：牛頓運(yùn)動定律--2011屆高三物理教案及練習(xí)題
2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案及跟蹤訓(xùn)練
第一單元 牛頓運(yùn)動定律
第1課時 牛頓第一定律 牛頓第三定律
要點(diǎn)一
牛頓第一定律
1.關(guān)于物體的慣性,下列說法中正確的是
（）A.運(yùn)動速度大的物體,不能很快停下來,是因?yàn)樗俣却髸r,慣性也大 B.靜止的火車啟動時,速度變化慢,是因?yàn)殪o止的火車慣性大 C.乒乓球可以快速抽殺,是因?yàn)槠古仪驊T性小的緣故 D.物體受到的外力大,則慣性小;受到的外力小,則慣性大 答案
C 要點(diǎn)二 牛頓第三定律
2.一物體受繩的拉力作用由靜止開始前進(jìn),先做加速運(yùn)動,然后改為勻速運(yùn)動;再改做減速運(yùn)動,則下列說法中正確 的是
()A.加速前進(jìn)時,繩拉物體的力大于物體拉繩的力 B.減速前進(jìn)時,繩拉物體的力小于物體拉繩的力
C.只有勻速前進(jìn)時,繩拉物體的力與物體拉繩的力大小才相等 D.不管物體如何前進(jìn),繩拉物體的力與物體拉繩的力大小總相等 答案 D
題型1 慣性的理解與應(yīng)用
【例1】如圖所示在瓶內(nèi)裝滿水,將乒乓球用細(xì)線拴住并按入水中,線的另一端固定在瓶蓋上.蓋上瓶蓋并將瓶子翻轉(zhuǎn),乒乓球?qū)⒏≡谒?用手托著瓶子在水平向右做加速直線運(yùn)動,乒 乓球在瓶中的位置會如何變化?解釋你所觀察到的現(xiàn)象.(1)若瓶中只有水,當(dāng)瓶加速向右運(yùn)動時,會發(fā)生什么現(xiàn)象?只有乒乓球呢? 答 只有水時,由于慣性,水相對瓶向左側(cè)移動.只有乒乓球時,乒乓球也會相對瓶向左移動.(2)和乒乓球體積相同體積的水與乒乓球相比,誰的慣性大? 答 因?yàn)樗馁|(zhì)量大于乒乓球的質(zhì)量,所以水的慣性大于乒乓球的慣性.(3)若瓶中既有水又有球,當(dāng)瓶向右加速會發(fā)生什么現(xiàn)象? 答 由于水慣性大,當(dāng)水相對瓶向左移動時,將擠壓球,使球相對瓶向右移動.題型2 牛頓第三定律的理解與應(yīng)用
【例2】在天花板上用懸繩吊一重為G的電風(fēng)扇,電風(fēng)扇靜止時受幾個力作用?如圖所示,這些
力的反作用力是哪些力?這些力的平衡力是哪些力?如果電風(fēng)扇在勻速轉(zhuǎn)動呢?當(dāng)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動 與靜止時相比較,對天花板的拉力是變大還是變小?為什么?(1)畫出電風(fēng)扇靜止和轉(zhuǎn)動時的受力圖.說明分別是什么力.答 對靜止的電風(fēng)扇受力分析如圖甲所示,電風(fēng)扇受兩個力:重力G、懸繩拉力F.對勻速轉(zhuǎn)動的電風(fēng)扇受力分析如圖乙所示,電風(fēng)扇受三個力作用:重力G、懸繩的 拉力F1及空氣對電風(fēng)扇向上的作用力F2.(2)指出圖甲中F、G的反作用力及它們的平衡力.答 根據(jù)牛頓第三定律可知,重力的施力物體是地球,那么G的反作用力就是電風(fēng)扇對地球的吸引力;F的施力物體 是懸繩,F的反作用力是電風(fēng)扇對懸繩的拉力.電風(fēng)扇受到的重力G和懸繩的拉力F正好是一對平衡力.(3)指出圖乙中F1、F2、G的反作用力及它們的平衡力.答 根據(jù)牛頓第三定律,重力的施力物體是地球,那么重力G的反作用力就是電風(fēng)扇對地球的吸引力;F1的施力物體是懸繩,所以F1的反作用力是電風(fēng)扇對懸繩的拉力;F2的施力物體是空氣,所以F2的反作用力是電風(fēng)扇對空氣向下的作用力.電風(fēng)扇受到的重力G與繩的拉力F1和空氣對電風(fēng)扇向上的作用力F2的合力是一對平衡力.(4)當(dāng)電風(fēng)扇靜止時懸繩的拉力為多大?當(dāng)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動呢? 答 靜止時F=G,當(dāng)轉(zhuǎn)動時F1+F2=G,F1=G-F2.(5)電風(fēng)扇靜止和轉(zhuǎn)動時,懸繩的拉力哪個大? 答 靜止時大.題型3 生活物理
【例3】魔盤是游樂場中的一種大型游樂設(shè)施,它轉(zhuǎn)動時,坐在上面的人可以體會到做離心運(yùn)動的樂趣.在半徑R= 5 m的魔盤上,離其中心r=3 m處坐著一兒童,兒童從身旁輕輕釋放一個光滑的小球,問:小球經(jīng)多長時間可與盤邊緣 相碰?(已知魔盤轉(zhuǎn)動角速度ω=4 rad/s)答案
1.如圖所示,重球系于易斷的線DC下端,重球下再系一根同樣的線BA,下面說法中正確的是()13s
A.在線的A端慢慢增加拉力,結(jié)果CD線被拉斷 B.在線的A端慢慢增加拉力,結(jié)果AB線被拉斷 C.在線的A端突然猛力一拉,結(jié)果AB線被拉斷 D.在線的A端突然猛力一拉,結(jié)果CD線被拉斷 答案 AC 2.用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn),點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)菜單中“力的相互作用”.如圖(a)所示,把兩個力探頭的掛鉤鉤在一起,向相反方向拉動,觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果如圖(b)所示.觀察分析兩個力傳感器的相互作 用力隨時間變化的曲線,可以得到以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A.作用力與反作用力時刻相等
B.作用力與反作用力作用在同一物體上 C.作用力與反作用力大小相等 D.作用力與反作用力方向相反 答案 ACD 3.有人設(shè)計(jì)了一種交通工具,在平板車上裝了一個電風(fēng)扇,風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時吹出的風(fēng)全部 打到豎直固定在小車中間的風(fēng)帆上,靠風(fēng)帆受力而向前運(yùn)動,如圖所示.對于這種設(shè) 計(jì),下列分析中正確的是
()
()A.根據(jù)牛頓第二定律,這種設(shè)計(jì)能使小車運(yùn)行 B.根據(jù)牛頓第三定律,這種設(shè)計(jì)能使小車運(yùn)行
C.這種設(shè)計(jì)不能使小車運(yùn)行,因?yàn)樗`反了牛頓第二定律 D.這種設(shè)計(jì)不能使小車運(yùn)行,因?yàn)樗`反了牛頓第三定律 答案
D 4.請根據(jù)圖中的情景,說明車子所處的狀態(tài),并對這種情景作出解釋.答案 從圖(1)可以看出,乘客向前傾,說明乘客相對車箱有向前運(yùn)動的速度,所以汽車在減速.從圖(2)可看出,乘客向后
傾,說明乘客有相對車箱向右運(yùn)動的速度,說明列車在加速.第2課時 牛頓第二定律 單位制
要點(diǎn)一 牛頓第二定律
1.下列對牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma及其變形公式的理解,正確的是
()A.由F=ma可知,物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比,與物體的加速度成正比 B.由m=FaFmFa可知,物體的質(zhì)量與其所受合力成正比,與其運(yùn)動的加速度成反比
C.由a=D.由m=答案 CD 可知,m一定時物體的加速度與其所受合力成正比,F一定時與其質(zhì)量成反比 可知,物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受的合力而求出
要點(diǎn)二 單位制
2.請把下列物理量與單位一一對應(yīng)起來(1)力
(2)壓強(qiáng)
(3)功
(4)功率
A.kg·m2/s3 B.kg·m/s2 C.kg·m2/s2 D.kg/(s2·m)
(3)—C
(4)—A
答案(1)—B(2)—D
題型1 已知受力求動過情況
【例1】如圖所示,傳送帶與地面夾角θ=37°,從A到B長度為16 m,傳送帶以v0=10 m/s 的速率逆時針轉(zhuǎn)動.在傳送帶上端A無初速地放一個質(zhì)量為m=0.5 kg的物體,它與傳 送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.求物體從A運(yùn)動到B需要的時間.(sin37°=0.6, cos 37° =0.8,取g=10 m/s2)答案 2s 題型2 由運(yùn)動求受力情況
【例2】如圖所示,質(zhì)量M=10 kg的木楔靜止于粗糙的水平地面上,已知木楔與地面間的動摩 擦因數(shù)μ=0.02.在木楔傾角θ=30°的斜面上,有一質(zhì)量m=1.0 kg的物體由靜止開始沿斜
面下滑,至滑行路程s=1.4 m時,其速度v=1.4 m/s.在這一過程中木楔始終保持靜止,求地面對木楔的摩擦力的大小 和方向(g取10 m/s2).答案
0.61 N,方向水平向左.題型3 生活物理
【例3】如圖所示,是建筑工地常用的一種“深穴打夯機(jī)”,電動機(jī)帶動兩個滾輪勻速轉(zhuǎn)動將 夯桿從深坑提上來,當(dāng)夯桿底端剛到達(dá)坑口時,兩個滾輪彼此分開,將夯桿釋放,夯桿只在重力 作用下運(yùn)動,落回深坑,夯實(shí)坑底,且不反彈.然后兩個滾輪再次壓緊,夯桿被提到坑口,如此周 而復(fù)始.已知兩個滾輪邊緣的線速度恒為v=4 m/s,滾輪對夯桿的正壓力N=2×104 N,滾輪與夯
桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,夯桿質(zhì)量m=1×103 kg,坑深h=6.4 m,假定在打夯的過程中坑的深度變化不大可以忽 略,g=10 m/s2.求:(1)夯桿被滾輪壓緊,加速上升至與滾輪速度相同時離坑底的高度.(2)打夯周期是多少? 答案(1)4 m(2)4.2 s
1.如圖所示,在光滑水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B,m1>m2, A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧秤.若用大小為F的水平力向右拉B,穩(wěn)定后
B的加速度大小為a1,彈簧秤示數(shù)為F1;如果改用大小為F的水平力向左拉A,穩(wěn)定后A的加速度大小為a2,彈簧秤示數(shù)為F2.則以下關(guān)系式正確的是
A.a1=a2,F1>F2
答案
A 2.如圖所示,U形槽放在水平桌面上,物體M放于槽內(nèi)靜止,此時彈簧對物體的壓力為3 N,物體的 質(zhì)量為0.5 kg,與槽底之間無摩擦.使槽與物體M一起以6 m/s2的加速度向左水平運(yùn)動時()A.彈簧對物體的壓力為零
B.物體對左側(cè)槽壁的壓力等于零
D.彈簧對物體的壓力等于6 N
()B.a1=a2,F1
C.物體對左側(cè)槽壁的壓力等于3 N 答案 B 3.(2009·資陽模擬)我國“神舟”5號飛船于2003年10月15日在酒泉航天發(fā)射場由長征—2F 運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空,若長征—2F運(yùn)載火箭和飛船起飛時的總質(zhì)量為1.0×105 kg,火箭起飛 時推動力為3.0×106 N,運(yùn)載火箭發(fā)射塔高160 m(g取10 m/s2).求:(1)假如運(yùn)載火箭起飛時推動力不變,忽略空氣阻力和火箭質(zhì)量的變化,運(yùn)載火箭經(jīng)多長時間飛
離發(fā)射塔?(2)這段時間內(nèi)飛船中質(zhì)量為65 kg的宇航員對座椅的壓力多大? 答案(1)4 s(2)1.95×103 N 4.京滬高速公路3月7日清晨,因雨霧天氣導(dǎo)致一輛轎車和另一輛出現(xiàn)故障熄火停下來的卡車相撞.已知轎車剎車時產(chǎn)生的最大阻力為重力的0.8倍,當(dāng)時的能見度(觀察者與能看見的最遠(yuǎn)目標(biāo)間的距離)約37 m,交通部門規(guī)定此種天氣狀況下轎車的最大行車速度為60 km/h.設(shè)轎車司機(jī)的反應(yīng)時間為0.6 s,請你通過計(jì)算說明轎車有沒有違反規(guī)定超速行駛?(g取10 m/s2)答案 轎車車速至少72 km/h是超速行駛
1.下列對運(yùn)動的認(rèn)識不正確的是 ．．．
()A.亞里士多德認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是靜止的,只有當(dāng)它受到力的作用才會運(yùn)動 B.伽利略認(rèn)為力不是維持物體速度的原因
C.牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)總是改變物體的速度,而不僅僅是使之運(yùn)動
D.伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出,如果沒有摩擦,在水平面上的物體,一旦具有某一個速度,將保持這個速度繼續(xù)運(yùn)動下去 答案
A 2.我國《道路交通安全法》中規(guī)定:各種小型車輛前排乘坐的人(包括司機(jī))必須系好安全帶,這是因?yàn)?)A.系好完全帶可以減小慣性
B.是否系好安全帶對人和車的慣性沒有影響 C.系好安全帶可以防止因車的慣性而造成的傷害 D.系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害 答案
D 3.物體靜止在水平桌面上,則
()A.桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力,這兩個力是一對平衡力 B.物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力 C.物體對桌面的壓力就是物體的重力,這兩個力是同一種性質(zhì)的力 D.物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力 答案
A 4.在平直軌道上,勻速向右行駛的封閉車廂內(nèi),懸掛著一個帶滴管的盛油容器,滴管口正對車廂地
板上的O點(diǎn),如圖所示,當(dāng)?shù)喂芤来蔚蜗氯斡蜁r,設(shè)這三滴油都落在車廂的地板上,則下列說 法中正確的是
()A.這三滴油依然落在OA之間,而且后一滴比前一滴離O點(diǎn)遠(yuǎn)些 B.這三滴油依然落在OA之間,而且后一滴比前一滴離O點(diǎn)近些 C.這三滴油依然落在OA之間同一位置上 D.這三滴油依然落在O點(diǎn)上 答案 D 5.一汽車在路面情況相同的公路上直線行駛,下面關(guān)于車速、慣性、質(zhì)量和滑行路程的討論,正確的是
A.車速越大,它的慣性越大 B.質(zhì)量越大,它的慣性越大
C.車速越大,剎車后滑行的路程越長
D.車速越大,剎車后滑行的路程越長,所以慣性越大 答案 BC 6.如圖甲所示,小車上固定著硬質(zhì)支架,桿的端點(diǎn)固定著一個質(zhì)量為m的小球.桿對小球的作用力的變化如圖乙所示,則關(guān)于小車的運(yùn)動,下列說法中正確 的是(桿對小球的作用力由F1變化至F4)A.小車向右做勻加速運(yùn)動
C.小車的加速度越來越大
答案 C 7.一個重500 N的木箱放在大磅秤上,木箱內(nèi)有一個質(zhì)量為50 kg的人,站在小磅秤上.如圖所 示,如果人用力推木箱頂部,則小磅秤和大磅秤上的示數(shù)F1、F2的變化情況為()A.F1增大、F2減小 C.F1減小、F2不變 答案 D 8.如圖所示,底板光滑的小車放在水平地面上,其上放有兩個完全相同且量程均為20 N的彈簧 秤,甲、乙系住一個質(zhì)量為1 kg的物塊.當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動時,兩彈簧秤的示數(shù)均為10 N.則當(dāng)小車做勻加速直線運(yùn)動時,彈簧秤甲的示數(shù)變?yōu)? N,這時小車運(yùn)動的加速度大小是
A.2 m/s答案 B
9.如圖所示,三個完全相同物塊1、2、3放在水平桌面上,它們與桌面間的動摩擦 2
()
()
B.小車由靜止開始向右做變加速運(yùn)動 D.小車的加速度越來越小
B.F1增大、F2增大 D.F1增大、F2不變()
B.4 m/s
C.6 m/s
D.8 m/s
因數(shù)都相同.現(xiàn)用大小相同的外力F沿圖示方向分別作用在1和2上,用
12F 的外力沿水平方向作用在3上,使三者都做加速運(yùn)動.令a1、a2、a3分別表示物塊1、2、3的加速度,則()A.a1=a2=a3 答案 C 10.有一儀器中電路如右圖所示,其中M是質(zhì)量較大的金屬塊,將儀器固定在一輛
汽車上,汽車啟動時和急剎車時,發(fā)現(xiàn)其中一盞燈亮了,試分析是哪一盞燈 亮了.答案 汽車啟動時綠燈亮,急剎車時紅燈亮
11.如右圖所示,長L=75 cm的質(zhì)量為m=2 kg的平底玻璃管底部置有一玻璃小球,玻璃管從靜止開始受到一豎
直向下的恒力F=12 N的作用,使玻璃管豎直向下運(yùn)動,經(jīng)一段時間t,小球離開管口.空氣阻力不計(jì),取 g=10 m/s2.求:時間t和小球離開玻璃管時玻璃管的速度的大小.答案 0.5 s 8 m/s B.a1=a2,a2＞a3
C.a1＞a2,a2＜a3
D.a1＞a2,a2＞a3
12.用如右圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動的加速度.該裝置是
在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個由力敏電阻組成的壓力傳感器.用兩根相同的輕 彈簧夾著一個質(zhì)量為2.0 kg的滑塊,滑塊可無摩擦滑動,兩彈簧的另一端分別壓在傳 ．．感器a、b上,其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出.現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動方向固定在汽車上,傳感器b在前,傳感．．器a在后.汽車靜止時,傳感器a、b的示數(shù)均為10 N.(取g=10 m/s2)(1)若傳感器a的示數(shù)為14 N、b的示數(shù)為6.0 N,求此時汽車的加速度大小和方向.(2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動時,傳感器a的示數(shù)為零？ 答案(1)4 m/s2(2)10 m/s2 13.(2007·上?！?9B)如右圖所示,固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角,在桿上套有一個光滑小環(huán), 小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動,推力F與小環(huán)速度v隨時間變化規(guī)律如下圖所示, 取重力加速度g=10 m/s2.求:(1)小環(huán)的質(zhì)量m.(2)細(xì)桿與地面間的傾角α.答案(1)1 kg(2)30°
第二單元 牛頓運(yùn)動定律應(yīng)用
（一）第3課時 瞬時問題與動態(tài)分析 超重與失重
要點(diǎn)一 瞬時問題
1.如圖所示,物體甲、乙質(zhì)量均為m,彈簧和懸線的質(zhì)量可忽略不計(jì).當(dāng)懸線被燒斷的瞬間,甲、乙的加 速度數(shù)值應(yīng)為
()A.甲是0,乙是g 答案 B B.甲是g,乙是g C.甲是0,乙是0 D.甲是
g2,乙是g
要點(diǎn)二 動態(tài)分析
2.如圖所示,一輕質(zhì)彈簧一端系在墻上的O點(diǎn),另一端連接小物體,彈簧自由伸長到B點(diǎn),讓小 物體m把彈簧壓縮到A點(diǎn),然后釋放,小物體能運(yùn)動到C點(diǎn)靜止,物體與水平地面間的動摩擦 因數(shù)恒定,試判斷下列說法正確的是
()A.物體從A到B速度越來越大,從B到C速度越來越小 B.物體從A到B速度越來越小,從B到C加速度不變 C.物體從A到B先加速后減速,從B到C一直減速運(yùn)動 D.物體在B點(diǎn)受合外力為零 答案 C
要點(diǎn)三 超重與失重
3.下列關(guān)于超重和失重現(xiàn)象的描述中正確的是
()A.電梯正在減速上升,在電梯中的乘客處于超重狀態(tài)
B.磁懸浮列車在水平軌道上加速行駛時,列車上的乘客處于超重狀態(tài) C.蕩秋千時秋千擺到最低位置時,人處于失重狀態(tài)
D.“神舟”六號飛船在繞地球做圓軌道運(yùn)行時,飛船內(nèi)的宇宙員處于完全失重狀態(tài) 答案 D
題型1 瞬時問題
【例1】如圖如圖(a)所示,一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細(xì)線上,L1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為θ,L2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài).(1)現(xiàn)將圖(a)中L2線剪斷,求剪斷瞬間物體的加速度.(2)若將圖(a)中的細(xì)線L1改為質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧而其余情況不變,如圖(b)所示,求剪斷L2瞬間物體的加速度.答案(1)gsinθ(2)gtanθ
題型2 程序法分板牙 動態(tài)問題
【例2】一個小球(小球的密度小于水的密度)從較高的位置落下來,落入足夠深的水池中,在小球從靜止下落,直到在水中下落到最大深度的過程中,下列小球速度隨時間變化的圖線可能正確的是
答案 A
()題型3 超重與失重觀點(diǎn)解題
【例3】如圖所示,在臺秤的托盤上,放著一個支架,支架上掛著一個電磁鐵A,電磁鐵的正下方
有一鐵塊B,電磁鐵不通電時,臺秤的示數(shù)為G.當(dāng)接通電路,在鐵塊被電磁鐵吸起的過程中, 臺秤的示數(shù)將 A.不變
答案 B
()D.忽大忽小 B.變大 C.變小
題型4 運(yùn)動建模
【例4】一科研火箭從某一無大氣層的行星的一個極豎直向上發(fā)射,由火箭傳來的無線電信息表明:從火箭發(fā)射時的一段時間t內(nèi)(火箭噴氣過程),火箭上所有物體對支持物的壓力或?qū)ζ鋺覓煅b置的拉力是火箭發(fā)射前的1.8倍,除此之外,在落回行星表面前的所有時間內(nèi),火箭里的物體處于失重狀態(tài),問從火箭發(fā)射到落回行星表面經(jīng)過多長時間?(行星引力大小隨距行星表面高度的變化可忽略不計(jì))
答案 3t
1.如圖所示,物體P以一定的初速度v沿光滑水平面向右運(yùn)動,與一個右端固定的輕質(zhì)彈簧 相撞,并被彈簧反向彈回.若彈簧在被壓縮過程中始終遵守胡克定律,那么在P與彈簧發(fā)生 相互作用的整個過程中
()A.P的加速度大小不斷變化,方向也不斷變化 B.P的加速度大小不斷變化,但方向只改變一次
C.P的加速度大小不斷改變,當(dāng)加速度數(shù)值最大時,速度最小 D.有一段過程,P的加速度逐漸增大,速度也逐漸增大 答案 C 2.某同學(xué)把一體重秤放在電梯的地板上,他站在體重秤上隨電梯運(yùn)動并觀察體重秤示數(shù)的變化情況.下表記錄了幾個特定時刻體重秤的示數(shù).(表內(nèi)時間不表示先后順序)
時間 體重秤示數(shù)/kg 若已知t0時刻電梯靜止,則下列說法錯誤的是
t0 45.0
t1 50.0
t2 40.0
t3 45.0
()A.t1和t2時刻該同學(xué)的質(zhì)量并沒有變化,但所受重力發(fā)生變化 B.t1和t2時刻電梯的加速度方向一定相反
C.t1和t2時刻電梯的加速度大小相等,運(yùn)動方向不一定相反 D.t3時刻電梯可能向上運(yùn)動 答案 A 3.(2009·貴陽模擬)細(xì)繩拴一個質(zhì)量為m的小球,小球用固定在墻上的水平彈簧支撐,小球 與彈簧不粘連,平衡時細(xì)繩與豎直方向的夾角為53°,如圖所示.(已知cos 53°=0.6,sin 53° =0.8)以下說法正確的是
()A.小球靜止時彈簧的彈力大小為B.小球靜止時細(xì)繩的拉力大小為
3535mg mg
C.細(xì)線燒斷瞬間小球的加速度立即為g D.細(xì)線燒斷瞬間小球的加速度立即為答案 D
35g
4.如圖甲所示為學(xué)校操場上一質(zhì)量不計(jì)的豎直滑桿,滑桿上端固定,下端 懸空.為了研究學(xué)生沿桿的下滑情況,在桿頂部裝有一拉力傳感器,可顯 示桿頂端所受拉力的大小.現(xiàn)有一學(xué)生(可視為質(zhì)點(diǎn))從上端由靜止開始 滑下,5 s末滑到桿底時速度恰好為零.以學(xué)生開始下滑時刻為計(jì)時起點(diǎn), 傳感器顯示的拉力隨時間變化情況如圖乙所示,g取10 m/s2.求:(1)該學(xué)生下滑過程中的最大速率.(2)滑桿的長度.答案(1)2.4 m/s(2)6.0 m
第4課時 專題：二力合成法與正交分解法
要點(diǎn)一 二力合成法
1.一輛小車在水平面上行駛,懸掛的擺球相對于小車靜止,并且懸繩與豎直方向成θ角,如圖所示, 下列關(guān)于小車的運(yùn)動情況正確的是
A.加速度方向向左,大小為gtanθ B.加速度方向向右,大小為gtanθ C.加速度方向向左,大小為gsinθ D.加速度方向向右,大小為gsinθ 答案 A
()要點(diǎn)二 正交分解法
2.如圖所示,質(zhì)量為m的人站在自動扶梯上,扶梯正以加速度a向上減速運(yùn)動,a與水平方向的夾 角為θ.求人受的支持力和摩擦力.請用兩種建立坐標(biāo)系的方法分別求解.答案 m(g-asinθ),方向豎直向上 macosθ,方向水平向左
題型1 根據(jù)二力合成法確定物體的加速度
【例1】如圖所示,小車在斜面上沿斜面向下運(yùn)動,當(dāng)小車以不同的加速度運(yùn)動時,系在小車頂 部的小球分別如圖中①②③所示三種狀態(tài).①中細(xì)線呈豎直方向,②中細(xì)線垂直斜面,③中細(xì) 線水平.試分別求出上述三種狀態(tài)中小車的加速度.(斜面傾角為θ)答案 ①a=0 ②a=gsinθ,方向沿斜面向下 ③a=
gsin?,方向沿斜面向下
題型2 正交分解法的應(yīng)用
【例2】風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生水平方向的、大小可以調(diào)節(jié)的風(fēng)力,現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿 放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中,小球孔徑略大于細(xì)桿直徑(如圖所示).(1)當(dāng)桿在水平方向上固定時,調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小,使小球在桿上做勻速運(yùn)動,這時小球所受 的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍,求小球與桿之間的動摩擦因數(shù).(2)保持小球所受風(fēng)力不變,使桿與水平方向間夾角為37°并固定,則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s所需時間 為多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)答案(1)0.5(2)8s
3g題型3 傳送帶上的物理問題
【例3】如圖所示,傳送帶與水平面的夾角為θ=37°,其以4 m/s的速度向上運(yùn)行,在傳送 帶的底端A處無初速度地放一個質(zhì)量為0.5 kg的物體,它與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ=0.8, AB間(B為頂端)長度為25 m.試回答下列問題:(1)說明物體的運(yùn)動性質(zhì)(相對地球).(2)物體從A到B的時間為多少？(g=10 m/s2)答案(1)由題設(shè)條件知tan 37°=0.75,μ=0.8,所以有tan 37°＜μ,這說明物體在斜面(傳送帶)上能處于靜止?fàn)顟B(tài),物體開始無初速度放在傳送帶上,起初階段:對物體受力分析如右圖所示.根據(jù)牛頓第二定律可知: f滑-mgsin 37°=ma f滑=μN(yùn)
③
① ②
N=mgcos 37°
求解得a=g(μcos 37°-sin 37°)=0.4 m/s2 ④
設(shè)物體在傳送帶上做勻加速直線運(yùn)動時間t1及位移s1,因 v0=0
⑤ ⑥ a=0.4 m/s2
vt=4 m/s
⑦
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得: vt=at1 s1=
⑧
⑨ 12at
2代入數(shù)據(jù)得: t1=10 s
⑩ s1=20 m＜25 m
說明物體將繼續(xù)跟隨傳送帶一起向上勻速運(yùn)動,物體在第二階段勻速運(yùn)動時間t2: t2=?sv?25?204 s?1.25
所以物體運(yùn)動性質(zhì)為:物體起初由靜止起以a=0.4 m/s2做勻加速直線運(yùn)動,達(dá)到傳送帶速度后,便以傳送帶速度做勻 速運(yùn)動.(2)11.25 s
1.如圖所示,動力小車上有一豎桿,桿頂端用細(xì)繩拴一質(zhì)量為m的小球.當(dāng)小車沿傾角為30° 的斜面勻加速向上運(yùn)動時,繩與桿的夾角為60°,小車的加速度為
()
A.32g
B.g
C.D.g2
答案 B 2.如圖所示,傾斜索道與水平面夾角為37°,當(dāng)載人車廂沿鋼索勻加速向上運(yùn)動時,車廂里的 人對廂底的壓力為其重量的1.25倍,那么車廂對人的摩擦力為其體重的()A.14倍
B.13倍
C.54倍
D.43倍
答案 B 3.如圖所示,質(zhì)量為m的物體放在傾角為α的斜面上,物體和斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,如沿水平方向 加一個力F,使物體沿斜面向上以加速度a做勻加速直線運(yùn)動,則F為多少? 答案 m(a?gsin???gcos?)cos???sin?
4.如圖所示,傳送帶以恒定的速度v=10 m/s運(yùn)動,傳送帶與水平面的夾角θ為37°,PQ=16 m, 將一小物塊無初速地放在傳送帶上P點(diǎn),物塊與此傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,g=10 m/s2.求當(dāng)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時,小物塊運(yùn)動到Q點(diǎn)的時間為多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)答案 4 s
1.如圖所示,在光滑的水平面上,質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連,在拉
力F作用下,以加速度a做勻加速直線運(yùn)動,某時刻突然撤去拉力F,此瞬時A和B的加速度為a1和a2,則()A.a1=a2=0
B.a1=a,a2=0
C.a1=m1m1?m2a,a2?m2m1?m2a
D.a1=a,a2－m1a
m2答案 D 2.如圖所示,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上,從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中, 下列敘述中正確的是
()A.小球的速度一直減小 B.小球的加速度先減小后增大
D.在該過程的位移中點(diǎn)上小球的速度最大 C.小球加速度的最大值一定大于重力加速度 答案 BC
3.如圖所示,水平面絕緣且光滑,彈簧左端固定,右端連一輕質(zhì)絕緣擋板,空間存在著水平方 向的勻強(qiáng)電場,一帶正電小球在電場力和擋板壓力作用下靜止.若突然將電場反向,則小球 加速度的大小隨位移x變化的關(guān)系圖象可能是下圖中的 答案 A
4.如圖所示,在一個盛有水的容器內(nèi)靜止一木塊,當(dāng)容器由靜止開始以加速度g下降,則在此 過程中木塊相對于水面
A.上升
答案 C
()
()B.下降 C.不變 D.無法判斷
5.(2009·日照一中月考)在水平地面上運(yùn)動的小車車廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊,木塊 和車廂通過一根水平輕彈簧相連接,彈簧的勁度系數(shù)為k.在車廂的頂部用一根細(xì)線懸 掛一質(zhì)量為m2的小球.某段時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ,在這段時間內(nèi)木
塊與車廂也保持相對靜止,如圖所示.不計(jì)木塊與車廂底部的摩擦力,則在這段時間內(nèi)彈簧的形變量為()A.m1gktan? B.m1gktan?
C.(m1?m2)gktan? D.(m1?m2)gktan?
答案 A
6.彈簧秤用細(xì)線系兩個質(zhì)量都為m的小球,現(xiàn)讓兩小球在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,兩球始終 在過圓心的直徑的兩端,如圖所示,此時彈簧秤讀數(shù)為 A.大于mg 答案 C 7.引體向上是同學(xué)們經(jīng)常做的一項(xiàng)健身運(yùn)動.該運(yùn)動的規(guī)范動作是:兩手正握單杠,由懸垂開始,上拉時,下顎須超過單杠面,下放時,兩臂放直,不能曲臂(如圖所示).這樣上拉下放,重復(fù) 動作,達(dá)到鍛煉臂力和腹肌的目的.關(guān)于做引體向上動作時人的受力, 以下判斷正確的是
()B.小于2mg
()
C.等于2mg D.無法判斷
A.上拉過程中,人受到兩個力的作用
B.上拉過程中,單杠對人的作用力大于人的重力 C.下放過程中,單杠對人的作用力小于人的重力 D.下放過程中,在某瞬間人可能只受到一個力的作用 答案 AD
8.如圖所示,天平左盤上放著盛水的杯子,杯底用細(xì)繩系著一木質(zhì)小球,右盤上放著砝碼, 此時天平處于平衡狀態(tài),若細(xì)繩斷裂小球加速上升過程中,天平平衡狀態(tài)將發(fā)生怎樣的 變化
()A.仍然平衡
B.右盤上升,左盤下降 D.無法判斷 C.左盤上升,右盤下降
答案 C
9.如圖所示,小車沿水平面向右做加速直線運(yùn)動,車上固定的硬桿和水平面的夾角為θ,桿的頂端固 定著一個質(zhì)量為m的小球.當(dāng)車運(yùn)動的加速度逐漸增大時,桿對小球的作用力(F1至F4變化)的受 力圖形(OO′沿桿方向)可能是下圖中的()
答案 C
10.如圖所示,彈簧S1的上端固定在天花板上,下端連一小球A,球A與球B之間用線相連.球B與球C之 間用彈簧S2相連.A、B、C的質(zhì)量分別為mA、mB、mC,彈簧與線的質(zhì)量均不計(jì).開始時它們都處在靜止 狀態(tài).現(xiàn)將A、B間的線突然剪斷,求線剛剪斷時A、B、C的加速度.答案 mB?mCmAg,方向向上
mB?mCmAg,方向向下 0 11.如圖所示,質(zhì)量為m=1 kg的小球穿在傾角為θ=30°的斜桿上,球恰好能在桿上勻速
下滑.若球受到一個大小為F=20 N的水平推力作用,可使小球沿桿向上加速滑動(g 取10 m/s2).求:(1)小球與斜桿間的動摩擦因數(shù)μ的大小.(2)小球沿桿向上加速滑動時的加速度大小.答案(1)33(2)1.55 m/s2
12.如圖所示,某同學(xué)在豎直上升的升降機(jī)內(nèi)研究升降機(jī)的運(yùn) 動規(guī)律.他在升降機(jī)的水平地板上安放了一臺壓力傳感器(能 及時準(zhǔn)確顯示壓力大小),壓力傳感器上表面水平,上面放置了 一個質(zhì)量為1 kg的木塊,在t=0時刻升降機(jī)從地面由靜止開始
上升,在t=10 s時上升了H,并且速度恰好減為零.他根據(jù)記錄的壓力數(shù)據(jù)繪制了壓力隨時間變化的關(guān)系圖象.請你根據(jù)題中所給條件和圖象信息回答下列問題.(g取10 m/s2)(1)題中所給的10 s內(nèi)升降機(jī)上升的高度H為多少?(2)如果上升過程中某段時間內(nèi)壓力傳感器顯示的示數(shù)為零,那么該段時間內(nèi)升降機(jī)是如何運(yùn)動的? 答案(1)28 m(2)做加速度大小為g的勻減速運(yùn)動
13.(2009·西昌模擬)如圖所示,P為位于某一高度處的質(zhì)量為m的物 塊,B為位于水平地面上的質(zhì)量為M的特殊長平板,m/M=1/10,平板 與地面間的動摩擦因數(shù)μ=2.0×10-2.在板的上表面上方,存在一定厚
度的“相互作用區(qū)域”,如圖中畫虛線的部分,當(dāng)物塊P進(jìn)入相互作用區(qū)時,B便有豎直向上的恒力F作用于P,F=αmg,α=51.F對P的作用使P剛好不與B的上表面接觸;在水平方向P、B之間沒有相互作用力.已知物塊P開始自由落下的時刻,板B向右的速度為v0=10.0 m/s,P從開始下落到剛到達(dá)相互作用區(qū)所經(jīng)歷的時間為T0=2.00 s.設(shè)B板足夠長,保證物塊P總能落入B板上方的相互作用區(qū),取重力加速度g=9.80 m/s.問:當(dāng)B開始停止運(yùn)動那一時刻,P已經(jīng)回到過初始位置幾次? 答案 11次
2第三單元 牛頓運(yùn)動定律應(yīng)用
（二）第5課時 專題：整體法和隔離法解決連接體問題
要點(diǎn)一 整體法
1.光滑水平面上,放一傾角為θ的光滑斜木塊,質(zhì)量為m的光滑物體放在斜面上,如圖所示, 現(xiàn)對斜面施加力F.(1)若使M靜止不動,F應(yīng)為多大?(2)若使M與m保持相對靜止,F應(yīng)為多大? 答案(1)12mgsin 2θ(2)(M+m)gtanθ
要點(diǎn)二 隔離法
2.如圖所示,質(zhì)量為M的木箱放在水平面上,木箱中的立桿上套著一個質(zhì)量為m的小球,開始時 小球在桿的頂端,由靜止釋放后,小球沿桿下滑的加速度為重力加速度的1/2,即a=g/2,則小 球在下滑的過程中,木箱對地面的壓力為多少? 答案 2M?m2g
題型1 隔離法的應(yīng)用
【例1】如圖所示,薄平板A長L=5 m,質(zhì)量M=5 kg,放在水平桌面上,板右端與桌邊緣相齊.在 A上距其右端s=3 m處放一個質(zhì)量m=2 kg的小物體B,已知A與B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1, A、B兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2,最初系統(tǒng)靜止.現(xiàn)在對板A向右施加一水平恒力F,將A從B下抽出(設(shè)B不會翻轉(zhuǎn)),且恰使B停在桌面邊緣,試求F的大小(取g=10 m/s2).答案 26 N 題型2 整體法與隔離法交替應(yīng)用
【例2】如圖所示,質(zhì)量m=1 kg的物塊放在傾斜角θ=37°的斜面上,斜面體的質(zhì)量M=2 kg, 斜面與物體間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,地面光滑.現(xiàn)對斜面體施加一水平推力F,要使物體m 相對斜面靜止,F應(yīng)為多大?(設(shè)物體與斜面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10 m/s2)答案 14.34 N≤F≤33.6 N
題型3 臨界問題
【例3】如圖所示,有一塊木板靜止在光滑足夠長的水平面上,木板的質(zhì)量為M=4 kg,長度為L= 1 m;木板的右端停放著一個小滑塊,小滑塊的質(zhì)量為m=1 kg,其尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于木板長度,它與木 板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4,已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.求:(1)為使木板能從滑塊下抽出來,作用在木板右端的水平恒力F的大小應(yīng)滿足的條件.(2)若其他條件不變,在F=28 N的水平恒力持續(xù)作用下,需多長時間能將木板從滑塊下抽出.答案(1)F >20 N(2)1 s
1.如圖所示,滑輪的質(zhì)量不計(jì),已知三個物體的質(zhì)量關(guān)系是m1=m2+m3,這時彈簧秤的讀數(shù)為T.若把物 體m2從右邊移到左邊的物體m1上,彈簧秤的讀數(shù)T將 A.增大 答案 B
2.如圖所示,斜面體ABC置于粗糙的水平地面上,小木塊m在斜面上靜止或滑動時,斜面體均保 持靜止不動.下列哪種情況,斜面體受到地面向右的靜摩擦力
A.小木塊m靜止在BC斜面上
()B.減小
()
C.不變 D.無法確定
B.小木塊m沿BC斜面加速下滑
C.小木塊m沿BA斜面減速下滑
答案 BC
D.小木塊m沿AB斜面減速上滑
3.如圖所示,在平靜的水面上,有一長l=12 m的木船,木船右端固定一直立桅桿,木船和桅桿的 總質(zhì)量為m1=200 kg,質(zhì)量為m2=50 kg的人立于木船左端,開始時木船與人均靜止.若人勻加
速向右奔跑至船的右端并立即抱住桅桿,經(jīng)歷的時間是2 s,船運(yùn)動中受到水的阻力是船(包括人)總重的0.1倍,g取10 m/s2.求此過程中船的位移大小.答案 0.4 m 4.如圖所示,在長為L的均勻桿的頂部A處,緊密套有一小環(huán),它們一起從某高處做自由落體運(yùn)動, 桿的B端著地后,桿立即停止運(yùn)動并保持豎直狀態(tài),最終小環(huán)恰能滑到桿的中間位置.若環(huán)在桿 上滑動時與桿間的摩擦力大小為環(huán)重力的1.5倍,求從桿開始下落到環(huán)滑至桿的中間位置的全 過程所用的時間.答案 3L2g
第6課時 專題:圖象 臨界與極值
要點(diǎn)一 動力學(xué)圖象問題
1.靜止在光滑水平面上的物體受到一個水平拉力的作用,該力隨時間變化的關(guān)系如圖所 示,則
()A.物體將做往復(fù)運(yùn)動
C.2 s末物體的速度最大 答案 A
B.2 s內(nèi)的位移為零 D.3 s內(nèi),拉力做的功為零
要點(diǎn)二 臨界與極值問題
2.（2009·重慶模擬）如圖所示,把質(zhì)量m1=4 kg的木塊疊放在質(zhì)量m2=5 kg 的木塊上.m2放在光滑的水平面上,恰好使m1相對m2開始滑動時作用于木塊
m1上的水平拉力F1=12 N.那么,至少應(yīng)用多大的水平拉力F2拉木塊m2,才能恰好使m1相對m2開始滑動? 答案 15 N
題型1 利用牛頓定律進(jìn)行圖象轉(zhuǎn)換問題
【例1】一個質(zhì)量為4 kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動摩擦因
數(shù)μ=0.1.從t=0開始,物體受到一個大小和方向呈周期性變化的水平力F作用,力F 隨時間的變化規(guī)律如圖所示.求83秒內(nèi)物體的位移大小(g取10 m/s2).答案 167 m 題型2 摩擦力產(chǎn)生的臨界問題
【例2】如圖所示,一質(zhì)量m=500 kg的木箱放在質(zhì)量M=2 000 kg的平板車的后部,木箱到駕 駛室的距離L=1.6 m.已知木箱與平板間的動摩擦因數(shù)μ=0.484,平板車在運(yùn)動過程中所受阻
力是車和箱總重的0.20倍.平板車以v0=22.0 m/s的恒定速度行駛,駕駛員突然剎車,使車做勻減速直線運(yùn)動,為了不讓木箱撞擊駕駛室,g取10 m/s2.試求:(1)從剎車開始到平板車完全停止至少要經(jīng)過多長時間?(2)駕駛員剎車時的制動力不能超過多大? 答案(1)4.4 s(2)7 420 N 題型3 程序法的應(yīng)用
【例3】一小圓盤靜止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一邊與桌的AB邊重合, 如圖所示.已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為μ1,盤與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ2.現(xiàn)突然以恒定
加速度a將桌布抽離桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB邊.若圓盤最后未從桌面掉下,則加速度a滿足的條件是什么？(以g表示重力加速度)答案 a≥?1?2?2?2?1g
1.石麗同學(xué)在由靜止開始向上運(yùn)動的電梯里,將一測量加速度的小探頭固定在質(zhì)量為1 kg的手提包上,到達(dá)某一樓層 停止,采集數(shù)據(jù)并分析處理后列表如下: 運(yùn)動規(guī)律 時間段/s 加速度/m·s-2
勻加速直線運(yùn)動
0～2.5 0.40
勻速直線運(yùn)動 2.5～11.5
0
勻減速直線運(yùn)動 11.5～14.0 0.40 石麗同學(xué)在計(jì)算機(jī)上繪出如下圖象,設(shè)F為手對提包的拉力.請你判斷下圖中正確的是()
答案 AC
2.如圖所示,不計(jì)滑輪和繩的質(zhì)量及一切摩擦阻力,已知mB=3 kg,要使物體C有可能處于平衡 狀態(tài),那么mC的可能值為 A.3 kg 答案 AB
3.如圖所示,小車上有一豎直桿,小車和桿的總質(zhì)量為M,桿上套有一塊質(zhì)量為m的木塊,桿與木塊 間的動摩擦因數(shù)為μ,小車靜止時木塊可沿桿自由滑下.問:必須對小車施加多大的水平力讓車在 光滑水平面上運(yùn)動時,木塊才能勻速下滑.()
D.30 kg
B.9 kg C.27 kg
答案 1?(m+M)g 4.一質(zhì)量為m=40 kg的小孩在電梯內(nèi)的體重計(jì)上,電梯從t=0時刻由靜止開始上升, 在0到6 s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖所示.問:在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是 多少?(取重力加速度g=10 m/s2)答案 9 m
1.(2009·西安模擬)如圖所示,在光滑水平面上疊放著A、B兩物體,已知mA=6 kg、mB=2 kg, A、B間動摩擦因數(shù)μ=0.2,在物體A上系一細(xì)線,細(xì)線所能承受的最大拉力是20 N,現(xiàn)水平向右拉細(xì)線,g取10 m/s2,則
A.當(dāng)拉力F<12 N時,A靜止不動 B.當(dāng)拉力F>12 N時,A相對B滑動
C.當(dāng)拉力F=16 N時,B受A的摩擦力等于4 N D.無論拉力F多大,A相對B始終靜止 答案 CD
2.如圖所示,在升降機(jī)內(nèi)的彈簧下端吊一物體A,其質(zhì)量為m,體積為V,全部浸在水中.當(dāng)升降機(jī)由靜 止開始以加速度a(a A.不變 答案 C 3.一個小孩在蹦床上做游戲,他從高處落到蹦床上后又被彈回到原高度.小孩在從高處下落到 彈回的整個過程中,他的運(yùn)動速度隨時間變化的圖象如圖所示,圖中Oa段和cd段是直線.B.伸長 () () C.縮短 D.無法確定 根據(jù)此圖象可知,小孩跟蹦床相接觸的時間為 A.t1～t4 答案 C ()D.t2～t5 B.t2～t4 C.t1～t5 4.如圖所示,質(zhì)量為m1和m2的兩個物體用細(xì)線相連,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面, 再沿斜面(斜面與水平面成θ角),最后豎直向上運(yùn)動.則在這三個階段的運(yùn)動中,細(xì)線上張力 的大小情況是 A.由大變小 答案 C 5.先后用相同材料制成的橡皮條彼此平行地沿水平方向拉同一質(zhì)量為m的物塊,且每次使橡 皮條的伸長量均相同,物塊m在橡皮條的拉力作用下所產(chǎn)生的加速度a與所拉橡皮條的數(shù) 目n的關(guān)系如圖所示.若更換物塊所在水平面的材料,再重復(fù)這個實(shí)驗(yàn),則圖中直線與水平軸間的夾角θ將()A.變大 答案 B 6.（2009·洛陽模擬）如圖所示,一輕繩通過一光滑定滑輪,兩端各系一質(zhì)量分別為m1和m2的物體, m1放在地面上,當(dāng)m2的質(zhì)量發(fā)生變化時,m1的加速度a的大小與m2的關(guān)系圖象大體圖中的() 答案 D 7.如圖所示,質(zhì)量m的球與彈簧Ⅰ和水平細(xì)線Ⅱ相連,Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q.球靜止時,Ⅰ中拉力大小T1,Ⅱ中拉力大小T2,當(dāng)僅剪斷Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬間,球的加 速度a應(yīng)是 ()B.不變 C.變小 D.與水平面的材料有關(guān) ()B.由小變大 C.始終不變 D.由大變小再變大 A.若斷Ⅰ,則a=g,方向水平向右 B.若斷Ⅱ,則a=C.若斷Ⅰ,則a=T2mT1m,方向水平向左 ,方向沿Ⅰ的延長線 D.若斷Ⅱ,則a=g,豎直向上 答案 B 8.如圖所示,在光滑水平桌面上有一鏈條,共有(P+Q)個環(huán),每一個環(huán)的質(zhì)量均為m,鏈條右端 受到一水平拉力F.則從右向左數(shù),第P個環(huán)對第(P+1)個環(huán)的拉力是 () A.F B.(P+1)F C.QFP?Q D.PFP?Q 答案 C 9.如圖所示,當(dāng)車廂向前加速前進(jìn)時,物體M靜止于豎直車廂壁上,當(dāng)車廂加速度增加時,則()①靜摩擦力增加 ②車廂豎直壁對物體的彈力增加 ④物體的加速度也增加 C.①②④ D.①③④ ③物體M仍保持相對于車廂的靜止?fàn)顟B(tài) A.①②③ 答案 B B.②③④ 10.在一正方形小盒內(nèi)裝一小圓球,盒與球一起沿傾角為θ的光滑斜面下滑,如圖所示.若不計(jì) 摩擦,當(dāng)θ角增大時,下滑過程圓球?qū)Ψ胶星氨趬毫及對方盒底面的壓力N′將如何變化()A.N′變小,N變小 C.N′變小,N變大 答案 B 11.(2009·文登三中月考)假設(shè)雨點(diǎn)下落過程受到的空氣阻力與雨點(diǎn)的橫截面積S成正比，與雨點(diǎn)下落的速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k為比例系數(shù)）.雨點(diǎn)接近地面時近似看做勻速直線運(yùn)動，重力加速度為g.若把雨點(diǎn)看做球形，其半徑為r，設(shè)雨點(diǎn)的密度為ρ，求： （1）每個雨點(diǎn)最終的運(yùn)動速度vm（用ρ、r、g、k表示）.（2）雨點(diǎn)的速度達(dá)到 B.N′變小,N為零 D.N′不變,N變大 12vm時，雨點(diǎn)的加速度a為多大？ 34答案(1)4?rg3k（2）g 12.一同學(xué)住在23層高樓的頂樓.他想研究一下電梯上升的運(yùn)動過程,某天他乘電梯上樓時攜帶了一個質(zhì)量為5 kg的重物和一個量程足夠大的臺秤,他將重物放在臺秤上,電梯從第1層開始啟動,一直運(yùn)動到第23層才停下.在這個過程中,他記錄了臺秤在不同時段內(nèi)的讀數(shù)如下表所示.時間/s 電梯啟動前 0～3.0 3.0～13.0 13.0～19.0 19.0以后 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),求: 臺秤示數(shù)/N 50.0 58.0 50.0 46.0 50.0 (1)電梯在最初加速階段和最后減速階段的加速度大小.(2)電梯在中間階段上升的速度大小.(3)該樓房平均每層樓的高度.答案(1)1.6 m/s,方向豎直向上 0.8 m/s,方向豎直向下(2)4.8 m/s(3)3.16 m 13.如圖所示,傾角為α的光滑斜面體上有一個小球m被平行于斜面的細(xì)繩系于斜面上,斜面體 放在水平面上.(1)要使小球?qū)π泵鏌o壓力,求斜面體運(yùn)動的加速度范圍,并說明其方向.(2)要使小球?qū)?xì)繩無拉力,求斜面體運(yùn)動的加速度范圍,并說明其方向.(3)若已知α=60°,m=2 kg,當(dāng)斜面體以a=10 m/s2向右做勻加速運(yùn)動時,繩對小球拉力多大?(g取10 m/s2)答案(1)a≥gcotα 方向向右(2)a=gtanα 方向向左(3)20 2N,與水平方向成45°角 知識整合 演練高考 題型1 慣性的應(yīng)用 【例1】(2008·全國Ⅰ·15)如圖所示,一輛有動力驅(qū)動的小車上有一水平放置的 彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連,設(shè)在某一段時間內(nèi)小球與小車相 對靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài),若忽略小球與小車間的摩擦力,則在此段時間內(nèi)小車可能是 A.向右做加速運(yùn)動 C.向左做加速運(yùn)動 答案 AD B.向右做減速運(yùn)動 D.向左做減速運(yùn)動 () 題型2 用牛頓第二定律分析問題 【例2】(2008·寧夏·20)有一固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動,小球通過細(xì)繩與車頂 相連.小球某時刻正處于如圖所示狀態(tài).設(shè)斜面對小球的支持力為N,細(xì)繩對小球的拉力為T, 關(guān)于此時刻小球的受力情況,下列說法正確的是 A.若小車向左運(yùn)動,N可能為零 () B.若小車向左運(yùn)動,T可能為零 D.若小車向右運(yùn)動,T不可能為零 C.若小車向右運(yùn)動,N不可能為零 答案 AB 題型3 超重與失重 【例3】(2007·山東·17)下列實(shí)例屬于超重現(xiàn)象的是 () A.汽車駛過拱形橋頂端 B.蕩秋千的小孩通過最低點(diǎn) D.火箭點(diǎn)火后加速升空 C.跳水運(yùn)動員被跳板彈起,離開跳板向上運(yùn)動 答案 BD 題型4 綜合動力學(xué)問題 【例4】(2007·江蘇·19)如圖所示,一輕繩吊著粗細(xì)均勻的棒,棒下端離地面高H,上端套著一個細(xì)環(huán).棒和環(huán)的質(zhì)量均為m,相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力kmg(k>1).斷開輕繩,棒和環(huán)自由下落.假 設(shè)棒足夠長,與地面發(fā)生碰撞時,觸地時間極短,無動能損失.棒在整個運(yùn)動過程中始終保持豎直,空氣 阻力不計(jì).求:(1)棒第一次與地面碰撞彈起上升過程中,環(huán)的加速度.(2)從斷開輕繩到棒與地面第二次碰撞的瞬間,棒運(yùn)動的路程s.(3)從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止,摩擦力對環(huán)及棒做的總功W.答案(1)(k-1)g,方向豎直向上(2)k?3k?1H(3)?2kmgHk?1 高考演練 1.(2008·廣東·1)伽利略在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中,讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下,他通過實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理,得到的正確結(jié)論有 ()A.傾角一定時,小球在斜面上的位移與時間成正比 B.傾角一定時,小球在斜面上的速度與時間成正比 C.斜面長度一定時,小球從頂端滾到底端時的速度與傾角無關(guān) D.斜面長度一定時,小球從頂端滾到底端時所需的時間與傾角無關(guān) 答案 B 2.(2008·廣東理科基礎(chǔ)·12)質(zhì)量為m的物體從高處由靜止釋放后豎直下落,在某時刻受到的空氣阻力為f ,加速度為a=則f的大小是 A.f =1313g, mg ()mg B.f =C.f =mg 答案 B D.f =mg 3.(2008·山東·19)直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子,如圖所示.設(shè)投放初速度為零, 箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比,且運(yùn)動過程中箱子始終保持圖示姿態(tài).在箱子下 落過程中,下列說法正確的是 ()A.箱內(nèi)物體對箱子底部始終沒有壓力 B.箱子剛從飛機(jī)上投下時,箱內(nèi)物體受到的支持力最大 C.箱子接近地面時,箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大 D.若下落距離足夠長,箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來” 答案 C 4.(2008·江蘇·7)如圖所示,兩光滑斜面的傾角分別為30°和45°、質(zhì)量分別為2m和m的 兩個滑塊用不可伸長的輕繩通過滑輪連接(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦),分別置于兩個斜面上并 由靜止釋放;若交換兩滑塊位置,再由靜止釋放,則在上述兩種情形中正確的有 ()A.質(zhì)量為2m的滑塊受到重力、繩的張力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用 B.質(zhì)量為m的滑塊均沿斜面向上運(yùn)動 C.繩對質(zhì)量為m的滑塊的拉力均大于該滑塊對繩的拉力 D.系統(tǒng)在運(yùn)動中機(jī)械能均守恒 答案 BD 5.(2008·天津·20)一個靜止的質(zhì)點(diǎn),在0～4 s時間內(nèi)受到力F的作用,力的方向始終在同 一直線上,力F隨時間t的變化如圖所示,則質(zhì)點(diǎn)在A.第2 s末速度改變方向 C.第4 s末回到原出發(fā)點(diǎn) 答案 D 6.(2008·北京·20)有一些問題你可能不會求解,但是你仍有可能對這些問題的解是否合理 進(jìn)行分析和判斷.例如從解的物理量單位,解隨某些已知量變化的趨勢,解在一些特殊條件 下的結(jié)果等方面進(jìn)行分析,并與預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行比較,從而判斷解的合理性或正確性.舉例如下:如圖所示,質(zhì)量為M、傾角為θ的滑塊A放于水平地面上.把質(zhì)量為m的滑塊B放在A的斜面上.忽略一切摩擦,有人求得B相對地面的加速度a= () B.第2 s末位移改變方向 D.第4 s末運(yùn)動速度為零 M?mM?msin?gsin?,式中g(shù)為重力加速度.對于上述解,某同學(xué)首先分析了等號右側(cè)量的單位,沒發(fā)現(xiàn)問題.他進(jìn)一步利用特殊條件對該解做了如下四項(xiàng)分析和判斷,所得結(jié)論都是“解可能是對的”.但是,其中有一項(xiàng)是錯誤的.請．．你指出該項(xiàng) ()A.當(dāng)θ=0°時,該解給出a=0,這符合常識,說明該解可能是對的 B.當(dāng)θ=90°時,該解給出a=g,這符合實(shí)驗(yàn)結(jié)論,說明該解可能是對的 C.當(dāng)Mm時,該解給出a≈gsinθ,這符合預(yù)期的結(jié)果,說明該解可能是對的 D.當(dāng)mM時,該解給出a≈答案 D gsin?,這符合預(yù)期的結(jié)果,說明該解可能是對的 7.(2008·上海·5)在伽利略羊皮紙手稿中發(fā)現(xiàn)的斜面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示,人們推測第二、三列數(shù)據(jù)可能分別表示時間和長度.伽利略的一個長度單位相當(dāng)于現(xiàn)在的2930 mm,假設(shè)一個時間單位相當(dāng)于現(xiàn)在的0.5 s.由此可以推算實(shí)驗(yàn)時光滑斜面的長度至少為 m;斜面的傾角約為 度.(g取10 m/s2)表:伽利略手稿中的數(shù)據(jù) 4 9 16 25 36 49 64 答案 2.034 1.5 2 3 4 5 6 7 8 298 526 824 1 192 1 600 2 104 8.(2008·海南·15)科研人員乘氣球進(jìn)行科學(xué)考察,氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為990 kg.氣球在空 中停留一段時間后,發(fā)現(xiàn)氣球漏氣而下降,及時堵住.堵住時氣球下降速度為1 m/s,且做勻加速運(yùn)動,4 s內(nèi)下降了12 m.為使氣球安全著陸,向艙外緩慢拋出一定的壓艙物.此后發(fā)現(xiàn)氣球做勻減速運(yùn)動,下降速度在5分鐘內(nèi)減少了 3 m/s.若空氣阻力和泄漏氣體的質(zhì)量均可忽略,重力加速度g取9.89 m/s2,求拋掉的壓艙物的質(zhì)量.答案 101 kg 9.(2008·上?！?1)總質(zhì)量為80 kg的跳傘運(yùn)動員從離地500 m的直升機(jī)上跳下, 經(jīng)過2 s拉開繩索開啟降落傘,如圖所示是跳傘過程中的v-t圖象,試根據(jù)圖象 求:(g取10 m/s2)(1)t=1 s時運(yùn)動員的加速度和所受阻力的大小.(2)估算14 s內(nèi)運(yùn)動員下落的高度及克服阻力做的功.(3)估算運(yùn)動員從飛機(jī)上跳下到著地的總時間.答案(1)8 m/s2 160 N (2)158 m 1.25×105J (3)71 s 10.(2007·海南·16)如圖所示,一輛汽車A拉著裝有集裝箱的拖車B,以速度v1= 30 m/s進(jìn)入向下傾斜的直車道.車道每100 m下降2 m.為使汽車速度在s=200 m 的距離內(nèi)減到v2=10 m/s,駕駛員必須剎車.假定剎車時地面的摩擦阻力是恒力,且該力的70%作用于拖車B,30%作用于汽車A.已知A的質(zhì)量m1=2 000 kg,B的質(zhì)量m2=6 000 kg.求汽車與拖車的連接處沿運(yùn)動方向的相互作用力.重 力加速度g取10 m/s2.答案 880 N 章末檢測 1.用絕緣細(xì)線將一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球懸掛在天花板下面,設(shè)空間中存在有沿水平方向的勻強(qiáng)電場.當(dāng)小球靜止時把細(xì)線燒斷,小球?qū)⒆?A.自由落體運(yùn)動 () B.曲線運(yùn)動 D.變加速直線運(yùn)動 C.沿懸線的延長線做勻加速直線運(yùn)動 答案 C 2.如圖所示,質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊用輕線連接放在傾角為θ的斜面上,用始終平行于斜面向上的拉力F拉A,使它們沿斜面勻加速上升,A、B與斜面的動摩擦因數(shù)均為 μ,為了增加輕線上的張力,可行的辦法是 ()A.減小A物塊的質(zhì)量 C.增大傾角θ 答案 AB B.增大B物塊的質(zhì)量 D.增大動摩擦因數(shù)μ 3.如圖所示,在一無限長的小車上,有質(zhì)量分別為m1和m2的兩個滑塊(m1>m2)隨車一起向右 勻加速運(yùn)動.設(shè)兩滑塊與小車間的動摩擦因數(shù)均為μ,其他阻力不計(jì),當(dāng)車突然停止時,以 下說法正確的是 ()A.若μ=0,兩滑塊一定相碰 C.若μ≠0,兩滑塊一定相碰 答案 BD B.若μ=0,兩滑塊一定不相碰 D.若μ≠0,兩滑塊一定不相碰 4.物塊A1、A2、B1、B2的質(zhì)量均為m,A1、A2用一輕桿連接,B1、B2用輕質(zhì)彈簧連接.兩個 裝置都放在水平的支托物M上,處于平衡狀態(tài),如圖所示.今突然迅速地撤去支托物M, 在除去支托物的瞬間,A1、A2所受到的合力分別為f1和f2,B1、B2所受到的合力分別為F1 和F2,則 ()A.f1=0,f2=2mg;F1=0,F2=2mg C.f1=0,f2=2mg;F1=mg,F2=mg 答案 B B.f1=mg,f2=mg;F1=0,F2=2mg D.f1=mg,f2=mg;F1=mg,F2=mg 5.如圖所示,甲運(yùn)動員在球場上得到籃球之后,甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑,甲運(yùn) 動員要將球傳給乙運(yùn)動員,不計(jì)空氣阻力,問他應(yīng)將球向什么方向拋出 A.拋出方向與奔跑方向相同,如圖中箭頭1所指的方向 () B.拋出方向指向乙的前方,如圖中箭頭2所指的方向 C.拋出方向指向乙,如圖中箭頭3所指的方向 D.拋出方向指向乙的后方,如圖中箭頭4所指的方向 答案 C 6.在離坡底10 m的山坡上豎直地固定一長10 m的直桿AO(即BO=AO=10 m).A端與坡底B間 連有一鋼繩,一穿于鋼繩上的小球從A點(diǎn)由靜止開始沿鋼繩無摩擦地滑下,取g=10 m/s2,如圖 所示,則小球在鋼繩上滑行的時間為 A.2 答案 B 7.如圖所示,自由下落的小球下落一段時間后,與彈簧接觸,從它接觸彈簧開始,到彈簧壓縮到最短 的過程中,即彈簧上端位置由A→O→B,且彈簧被壓縮到O位置時小球所受彈力等于重力,則小 球速度最大時彈簧上端位于 A.A位置 答案 C 8.如圖所示,完全相同的容器E、F、G,小孔a與大氣相通,容器口封閉, T為閥門,水面的高度相同.在E靜止、F、G同時豎直向上和向下以 加速度a運(yùn)動的同時打開三個容器的閥門,則以下說法中正確的是()A.從三個容器閥門流出的水速大小關(guān)系是vE D.從三個容器閥門流出的水速大小關(guān)系可能是vF>vG>vE 答案 C 9.小車上固定有一個豎直方向的細(xì)桿,桿上套有質(zhì)量為M的小環(huán),環(huán)通過細(xì)繩與質(zhì)量為m的小球 連接,當(dāng)車向右勻加速運(yùn)動時,環(huán)和球與車相對靜止,繩與桿之間的夾角為α,如圖所示.求桿對 環(huán)作用力的大小和方向.答案(M+m)g1?tan() D.3s B.2 s C.4 s () D.OB之間某一位置 B.B位置 C.O位置 ? 方向沿右上方與桿間的夾角為α 10.如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端與墻固定,另一端與傾角為θ的斜面體小車 連接,小車置于光滑水平面上,在小車上疊放一個物體,已知小車質(zhì)量為M,物體質(zhì)量為 m,小車位于O點(diǎn)時,整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將小車從O點(diǎn)拉到B點(diǎn),令OB=b,無初速度釋放后,小車在水平面B、C間來 回運(yùn)動,物體和小車之間始終沒有相對運(yùn)動.求:(1)小車運(yùn)動到B點(diǎn)時物體m所受到的摩擦力大小和方向.(2)b的大小必須滿足什么條件,才能使小車和物體在一起運(yùn)動過程中,在某一位置時,物體和小車之間的摩擦力為零.答案(1)mgsinθ+kbmcos?M?m 沿斜面向上 (2)b=(M?m)gtan? k11.如圖甲所示,質(zhì)量分別為m1=1 kg和m2=2 kg的A、B兩物塊并排放在光滑水平面上,對A、B分別施加大小隨時間變化的水平外力F1和F2,F1=(9-2t)N,F2=(3+2t)N,則: (1)經(jīng)多長時間t0兩物塊開始分離?此時兩物塊的加速度大小為多大?(2)通過計(jì)算,在同一坐標(biāo)系(如圖乙所示)中作出兩物塊分離后2 s內(nèi)加速度a1和a2隨時間變化的圖象.(3)由題意和圖象可知“a—t”圖象下的“面積”在數(shù)值上應(yīng)等于什么?(4)由加速度a1和a2隨時間變化的圖象可求得A、B兩物塊分離后2 s其相對速度為多大? 答案(1)2.5 s 4 m/s2 (2)依題意a1′=?F1m1?9?2?(t0?2)m1=0 a2′=F2??3?2?(t0?2)m2m2?6 m/s2 兩物塊分離后2 s內(nèi)的加速度a1、a2隨時間的變化圖象如右圖所示.(3)等于速度的變化量Δv.(4)6 m/s 12.有一小銅塊靜止放置在傾角為α的方桌的桌布上,且位于方桌的中心.方桌布的 一邊與方桌的AB邊重合,如圖所示.已知小銅塊與方桌布間的動摩擦因數(shù)為μ1, 小銅塊與方桌面間的動摩擦因數(shù)為μ2(μ1>μ2>tanα).現(xiàn)突然以恒定的加速度a將桌布沿桌面向上抽離,加速度的方向是沿桌面的且垂直于AB邊向上.若小銅塊最后恰好未從方桌面掉下,則加速度a滿足的條件是什么?(以g表示重力加速度)答案 a≥(?1cos??sin?)(?1cos??2?2cos??sin?)g ?2cos??sin? 2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案及跟蹤訓(xùn)練 第一單元 磁場 安培力 第1課時 磁場及其描述 要點(diǎn)一 磁場、磁感 即學(xué)即用 1.如圖所示,放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針,靜止時N極指向右,試判斷電源的正負(fù)極. 答案 c端為正極,d端為負(fù)極 要點(diǎn)二 描述磁場的物理量 即學(xué)即用 2.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B,下列說法中正確的是 （） A.磁場中某點(diǎn)B的大小,跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān) B.磁場中某點(diǎn)B的方向,跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場力方向一致 C.在磁場中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場力作用時,該點(diǎn)B值大小為零 D.在磁場中磁感線越密集的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 答案 D 題型1 用安培定則確定磁場方向或小磁針的轉(zhuǎn)動方向 【例1】如圖所示,直導(dǎo)線AB、螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn),它們的磁場互不影響, 當(dāng)開關(guān)S閉合穩(wěn)定后,則圖中小磁針的北極N（黑色的一端）指示出磁場方向正確的是 （） A.a B.b C.c D.d 答案 BD 題型2 磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量性 【例2】如圖所示,同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導(dǎo)線1和2,通有大小相等、方向相反的電流, a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線共面,a點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間與兩導(dǎo)線的距離均為r,b點(diǎn)在導(dǎo)線2右側(cè),與導(dǎo)線2 的距離也為r.現(xiàn)測得a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,則去掉導(dǎo)線1后,b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 , 方向.答案 B 垂直紙面向外 2題型3 類比遷移思想 【例3】磁鐵有N、S兩極,跟正負(fù)電荷有很大的相似性,人們假定在一根磁棒的兩極上有一種叫做“磁荷”的東西, N極上的叫做正磁荷,S極上的叫做負(fù)磁荷,同號磁荷相斥,異號磁荷相吸.當(dāng)磁極本身的幾何線度遠(yuǎn)比它們之間的距離小得多時,將其上的磁荷叫做點(diǎn)磁荷.磁的庫侖定律是:兩個點(diǎn)磁荷之間的相互作用力F沿著它們之間的連線,與它們之間的距離r的平方成反比,與它們磁荷的數(shù)量（或稱磁極強(qiáng)度）qm1、qm2成正比,用公式表示為:F= kqm1qm2.r2-7（1）上式中的比例系數(shù)k=10Wb/（A·m）,則磁極強(qiáng)度qm的國際單位（用基本單位表示）是.（2）同一根磁鐵上的兩個點(diǎn)磁荷的磁極強(qiáng)度可視為相等,磁荷的位置可等效地放在圖（a）中的c、d兩點(diǎn),其原因 是.（3）用兩根相同的質(zhì)量為M的圓柱形永久磁鐵可以測出磁極強(qiáng)度qm,如圖（b）,將一根磁棒固定在光滑的斜面上,另一根與之平行放置的磁棒可以自由上下移動.調(diào)節(jié)斜面的角度為θ時,活動磁鐵剛好靜止不動.由此可知磁極強(qiáng)度qm為多大? 答案（1）A·m （2）通過實(shí)驗(yàn)可以描繪出外部磁感線,所有磁感線延長后會交于這兩點(diǎn).磁棒的外部磁 感線相當(dāng)于由c點(diǎn)發(fā)出后又聚集到d點(diǎn).（3）mgsin? 1cos?2k(2?2)dL?d2 1.（2009·承德質(zhì)檢）取兩個完全相同的長導(dǎo)線,用其中一根繞成如圖（a）所示的螺線管,當(dāng)在該螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時,測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖（b）所示的螺線管,并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時,則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 A.0 B.0.5B C.B D.2B 答案 A 2.如圖所示,磁帶錄音機(jī)可用作錄音,也可用作放音,其主要部件為可勻速行進(jìn)的磁帶a和繞 有線圈的磁頭b.下面對于它們在錄音、放音過程中主要工作原理的描述,正確的是（）A.放音的主要原理是電磁感應(yīng),錄音的主要原理是電流的磁效應(yīng) B.錄音的主要原理是電磁感應(yīng),放音的主要原理是電流的磁效應(yīng) C.放音和錄音的主要原理都是磁場對電流的作用 D.放音和錄音的主要原理都是電磁感應(yīng) 答案 A 3.實(shí)驗(yàn)室里可以用圖甲所示的小羅盤估測條形磁鐵磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。方法如圖乙所示,調(diào)整羅盤,使小磁針靜止時N極指向羅盤上的零刻度（即正北方向）,將條形磁鐵放在羅盤附近,使羅盤所在處條形磁鐵的方向處于東西方向上,此時羅盤上的小磁針將轉(zhuǎn)過一定角度.若已知地磁場的水平分量Bx,為計(jì)算羅盤所在處條形磁鐵磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,則只需知道 ,磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式為B=.答案 羅盤上指針的偏轉(zhuǎn)角 Bxtanθ（） 4.如圖所示,在a、b、c三處垂直紙面放置三根長直通電導(dǎo)線,a、b、c是等邊三角形的三個 頂點(diǎn),電流大小相等,a處電流在三角形中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,求O處磁感應(yīng)強(qiáng)度.答案 2B 方向平行ab連線向右 第2課時 安培力 磁電式電表 要點(diǎn)一 安培力 即學(xué)即用 1.如圖所示,通電細(xì)桿ab質(zhì)量為m,置于傾角為θ的導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌和桿間不光滑.通有電流時, 桿靜止在導(dǎo)軌上.下圖是四個側(cè)視圖,標(biāo)出了四種勻強(qiáng)磁場的方向,其中摩擦力可能為零的 是 答案 AB （） 要點(diǎn)二 磁電式電表 即學(xué)即用 2.如圖所示,abcd是一豎直的矩形導(dǎo)線框,線框面積為S,放在磁感強(qiáng)度為B的均勻水平磁 場中,ab邊在水平面內(nèi)且與磁場方向成60°角,若導(dǎo)線框中的電流為I,則導(dǎo)線框所受的 安培力對某豎直的固定軸的力矩等于（）A.BIS B.1BIS 2C.3BIS 2D.由于導(dǎo)線框的邊長及固定軸的位置未給出,無法確定 答案 B 題型1 通電導(dǎo)體在安培力作用下運(yùn)動方向的判斷 【例1】如圖所示,把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方,導(dǎo)線可 以自由轉(zhuǎn)動,當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時,導(dǎo)線的運(yùn)動情況是（從上往下看）A.順時針方向轉(zhuǎn)動,同時下降 C.逆時針方向轉(zhuǎn)動,同時下降 答案 A （） B.順時針方向轉(zhuǎn)動,同時上升 D.逆時針方向轉(zhuǎn)動,同時上升 題型2 安培力作用下的導(dǎo)體平衡問題 【例2】如圖所示,電源電動勢3 V,內(nèi)阻不計(jì),導(dǎo)體棒質(zhì)量60 g,長1 m,電阻1.5Ω.勻 強(qiáng)磁場豎直向上,B=0.4 T.當(dāng)開關(guān)閉合后,棒從固定光滑絕緣環(huán)的底端上滑至某一位 置靜止.試求在此位置上棒對每一只環(huán)的壓力為多大?若已知絕緣環(huán)半徑0.5 m,此位 置與環(huán)底高度差是多少? 答案 0.5 N 0.2 m 題型3 情景建模 【例3】如圖所示是一個可以用來測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的裝置,一長方體絕緣容器內(nèi)部高為L,厚 為d,左右兩管等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子a、b,上、下兩側(cè)裝有電極C（正極）和D（負(fù)極）,并經(jīng)開關(guān)S與電源連接.容器中注滿能導(dǎo)電的液體,液體的密度 為ρ.將容器置于一勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面向里.當(dāng)開關(guān)斷開時,豎直管子a、b中的液面高度相同;開關(guān)S閉合后,a、b管中液面將出現(xiàn)高度差.若閉合開關(guān)S后,a、b管中液面將出現(xiàn)高度差為h,電路中電流表的讀數(shù)為I,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.答案 ?ghdI 1.如圖所示,用細(xì)橡皮筋懸吊一輕質(zhì)線圈,置于一固定直導(dǎo)線上方,線圈可以自由運(yùn)動.當(dāng)給兩者通以圖示電流時,線圈將 （） A.靠近直導(dǎo)線,兩者仍在同一豎直平面內(nèi) B.遠(yuǎn)離直導(dǎo)線,兩者仍在同一豎直平面內(nèi) C.靠近直導(dǎo)線,同時旋轉(zhuǎn)90° D.遠(yuǎn)離直導(dǎo)線,同時旋轉(zhuǎn)90° 答案 A 2.如圖所示,兩根平行放置的長直導(dǎo)線a和b載有大小相同、方向相反的電流,a受到的磁場力大 小為F1.當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場后,a受到的磁場力大小變?yōu)镕2,則此時b受到 的磁場力大小變?yōu)?/p> A.F2 （）D.2F1-F2 B.F1-F2 C.F1+F2 答案 A 3.在傾角θ=30°的斜面上,固定一金屬框,寬L=0.25 m,接入電動勢E=12 V,內(nèi)阻不計(jì)的電 池,垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2 kg的金屬棒ab,它與框架的動摩擦因數(shù)μ= 3,整個裝 62置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8 T,垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場中,如圖所示.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R 的阻值在什么范圍內(nèi)時,可使金屬棒靜止在框架上?框架與棒的電阻不計(jì),g取10 m/s.答案 1.6Ω≤R≤4.8Ω 4.（2009·焦作模擬）如圖所示為磁電式電流表的內(nèi)部示意圖.已知輻射狀磁場的磁感應(yīng) 強(qiáng)度B=0.9 T,矩形線圈邊長L1=2 cm,L2=2.5 cm,匝數(shù)N=2 000,電流表的滿偏角為θ= 90°,與線圈相連的兩個螺旋彈簧總的扭轉(zhuǎn)特征是:每扭轉(zhuǎn)1°,產(chǎn)生的力矩為1×10N · m,求該電流表的滿偏 電流.答案 100μA 1.（2009·鄭州質(zhì)檢）在地磁場作用下處于靜止的小磁針上方,平行于小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線,當(dāng) 該導(dǎo)線中通有電流時,小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn);當(dāng)通過該導(dǎo)線電流為I時,小磁針左偏30°（如圖所示）, 則當(dāng)小磁針左偏60°時,通過導(dǎo)線的電流為（已知直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比）（） A.2I B.3I C.3I D.無法確定 答案 B 2.如圖所示,將一個光滑斜面置于勻強(qiáng)磁場中,通電直導(dǎo)體棒水平置于斜面上.電流方向垂直紙 面向里.以下四個圖中,有可能使導(dǎo)體棒在斜面上保持靜止的是 答案 ACD 3.如圖所示,豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,水平放置一根長通電直導(dǎo)線,電流的方向垂直紙面向外,a、b、C、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn),在這四點(diǎn)中 A.b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 C.a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小 答案 ACD 4.如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長為L,質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒,在導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時,欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,下列外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確的是（）A.B=mgB.B=mgC.B=mgD.B=mgsin?,方向垂直斜面向上 ILsin?,方向垂直斜面向下 ILcos?,方向垂直斜面向下 ILcos?,方向垂直斜面向上 IL （） （） B.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 D.c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大 答案 A 5.如圖所示,接通電鍵的瞬間,用絲線懸掛于一點(diǎn)可自由轉(zhuǎn)動的通電直導(dǎo)線AB的變化情況 是 （） A.A端向上移動,B端向下移動,懸線張力不變 B.A端向下移動,B端向上移動,懸線張力不變 C.A端向紙外移動,B端向紙內(nèi)移動,懸線張力變小 D.A端向紙內(nèi)移動,B端向紙外移動,懸線張力變大 答案 D 6.磁性減退的磁鐵,需要充磁,充磁的方式有多種.如圖所示,甲是將條形磁鐵穿在通電螺線管中,乙是條形磁鐵夾在電磁鐵中間,a、b和c、d接直流電源.正確的接線方式是 A.a接電源的正極,b接負(fù)極;c接電源的正極,d接負(fù)極 B.a接電源的正極,b接負(fù)極;c接電源的負(fù)極,d接正極 C.a接電源的負(fù)極,b接正極;c接電源的正極,d接負(fù)極 D.a接電源的負(fù)極,b接正極;c接電源的負(fù)極,d接正極 答案 C 7.如圖所示為一種自動跳閘的閘刀開關(guān),O是轉(zhuǎn)動軸,A是絕緣手柄,C是閘刀卡口,M、N接電 源線,閘刀處于垂直紙面向里、B=1 T的勻強(qiáng)磁場中,CO間距離為10 cm,當(dāng)磁場力為0.2 N（） 時,閘刀開關(guān)會自動跳開.則要使閘刀開關(guān)能跳開,CO中通過的電流的大小和方向?yàn)椋ǎ〢.電流方向C→O C.電流大小為1 A 答案 B 8.如圖所示,用三條細(xì)線懸掛的水平圓形線圈共有n匝,線圈由粗細(xì)均勻、單位長度的質(zhì)量為 2.5 g的導(dǎo)線繞制而成,三條細(xì)線呈對稱分布,穩(wěn)定時線圈平面水平.在線圈正下方放有一個 圓柱形條形磁鐵,磁鐵的中軸線OO′垂直于線圈平面且通過其圓心O,測得線圈的導(dǎo)線所 在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5 T,方向與豎直線成30°角,要使三條細(xì)線上的張力為零,線圈中通過的電流至少 為 （）A.0.1 A 答案 A 9.如圖所示,有兩根長為L、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b,a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上, b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它們之間的距離為x.當(dāng)兩細(xì)棒中均 通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時,a恰能在斜面上保持靜止,則b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法錯誤 的是 （）A.方向向上 B.大小為 B.0.2 A C.0.05 A D.0.01 A B.電流方向O→C D.電流大小為0.5 A 2mg 2ILC.要使a仍能保持靜止,而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,可使b上移 D.若使b下移,a將不能保持靜止 答案 B 10.（2009·項(xiàng)城模擬）如圖所示,臺秤上放一光滑平板,其左邊固定一擋板,一輕質(zhì)彈簧將擋 板和一條形磁鐵連接起來,此時臺秤讀數(shù)為N1,現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導(dǎo)線, 電流方向如圖,當(dāng)加上電流后,臺秤讀數(shù)為N2,則以下說法正確的是 A.N1＞N2,彈簧長度將變長 C.N1＜N2,彈簧長度將變長 答案 B 11.水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ,它們之間的寬度為L.M和P之間接入電動 勢為E的電源（不計(jì)內(nèi)阻）.現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根質(zhì)量為m,電阻為R的金屬棒ab, 并加一個范圍較大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖所示,問:（1）當(dāng)ab棒靜止時,受到的支持力和摩擦力各為多少?（2）若B的大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時B的方向如何? 答案（1）mg-BELcos?RBLEsin? R （） B.N1＞N2,彈簧長度將變短 D.N1＜N2,彈簧長度將變短 （2） mgR 方向水平向右 EL12.如圖所示,質(zhì)量為m的金屬棒,擱在光滑導(dǎo)軌的右端,導(dǎo)軌間距為L,距離地面高度為h,處于 大小為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,并接有電動勢為E的電池和電容為C的電容器,當(dāng)將 開關(guān)S從位置1撥至位置2時,金屬棒被拋出的水平距離為s.求安培力對金屬棒所做的功.答案 mgs2 4h 13.如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電流體裝置的示意圖.一邊長為L、截面為正方形的塑料管道水平放置,其右端 面上有一截面積為A的小噴口,噴口離地的高度為h.管道中有一絕緣活塞,在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b,其中棒b的兩端與一電壓表相連,整個裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時,活塞向右勻速推動液體從噴口水平射出,液體落地點(diǎn)離噴口的水平距離為s.若液體的密度為ρ,不計(jì)所有阻力,求: （1）活塞移動的速度.（2）該裝置的功率.（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.（4）若在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小,試分析其可能的原因.答案（1）AsL2g 2h3 A?(L4?A2)s3g2（2）() 2h2L4（3）?(L4?A2)s2g4IhL3 （4）∵U=BLv ∴噴口液體的流量減少,活塞移動速度減小,或磁場變小等會引起電壓表讀數(shù)變小.第二單元 洛倫茲力及其應(yīng)用 第3課時 洛倫茲力 要點(diǎn)一 洛倫茲力 即學(xué)即用 1.如圖所示,兩個相同的半圓形光滑絕緣軌道分別豎直放置在勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B中,軌道兩端在同一高度上, 兩個相同的帶正電小球a、b同時從軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放,在運(yùn)動中都能通過各自軌道的最低點(diǎn)M、N,則（） A.兩小球每次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時的速度都有vN>vM B.兩小球每次經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時對軌道的壓力都有FN>FM C.小球b第一次到達(dá)N點(diǎn)的時刻與小球a第一次到達(dá)M點(diǎn)的時刻相同 D.小球b能到達(dá)軌道的最右端,小球a不能到達(dá)軌道的最右端 答案 AD 要點(diǎn)二 帶電粒子在磁場中運(yùn)動 即學(xué)即用 42.質(zhì)子（11H）和α粒子（2He）從靜止開始經(jīng)相同的電勢差加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場做圓周運(yùn)動,則這 兩粒子的動能之比Ek1∶Ek2= ,軌道半徑之比r1∶r2= ,周期之比T1∶T2=.答案 1∶2 1∶2 1∶2 題型1 帶電體在洛倫茲力作用下的運(yùn)動問題 【例1】一個帶正電荷的小球沿光滑水平絕緣的桌面向右運(yùn)動,速度的方向垂直于一個水平方向的勻強(qiáng)磁場,如圖所示,飛離桌子邊緣落到地板上.設(shè)其飛行時間為t1,水平射程 為s1,著地速度大小為v1;若撤去磁場,其余條件不變時,小球飛行時間為t2,水平射程 為s2,著地速度大小為v2,則 （）A.s1>s2 B.t1>t2 C.v1>v2 D.v1=v2 答案 ABD 題型2 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動 【例2】在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于 紙面向里的勻強(qiáng)磁場,如圖所示.一個不計(jì)重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度 v沿-x方向射入磁場,恰好從磁場邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿+y方向飛出.（1）請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其荷質(zhì)比.（2）若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽′,該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′多大?此次粒子在磁場中運(yùn)動所用時間t是多少? 答案（1）負(fù)電 v3（2）BBr33πr 3v題型3 情景建模 【例3】圖是某裝置的垂直截面圖,虛線A1A2是垂直截面與磁場區(qū)域邊界面的交線,勻強(qiáng)磁場分布在A1A2的右側(cè)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T,方向垂直紙面向外,A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°.在A1A2左側(cè),固定的薄板和等大的擋板均水平放置,它們與豎直截面交線分別為S1、S2,相距L=0.2 m.在薄板上P處開一小孔,P與A1A2線上點(diǎn)D的水平距離為L.在小孔處裝一個電子快門.起初快門開啟,一旦有帶正電微粒剛通過小孔,快門立即關(guān)閉,此后每隔T=3.0×10s開啟一次并瞬間關(guān)閉.從S1S2之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v0的帶正電微粒,它經(jīng)過磁場區(qū)域后入射到P處小孔.通過小孔的微粒與擋板發(fā)生碰撞而反彈,反彈速度大小是碰前的0.5倍.（1）經(jīng)過一次反彈直接從小孔射出的微粒,其初速度v0應(yīng)為多少?（2）求上述微粒從最初水平射入磁場到第二次離開磁場的時間.（忽略微粒所受重力影響,碰撞過程無電荷轉(zhuǎn)移,已知微粒的荷質(zhì)比答案（1）100 m/s 1.在如圖所示的三維空間中,存在方向未知的勻強(qiáng)磁場.一電子從坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā),沿x軸正方 向運(yùn)動時方向不變;沿y軸正方向運(yùn)動時,受到沿z軸負(fù)方向的洛倫茲力作用.則當(dāng)電子從 q 3=1.0×10 C/kg,只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動）.m（2）2.8×10 s O點(diǎn)沿z軸正方向出發(fā)時（） A.磁場方向沿x軸正方向 B.電子在O點(diǎn)所受洛倫茲力沿y軸正方向 C.出發(fā)后在xOz平面內(nèi),沿逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動 D.出發(fā)后在yOz平面內(nèi),沿順時針方向做勻速圓周運(yùn)動 答案 BD 2.（2009·豐城模擬）如圖所示,一個帶負(fù)電的物體從粗糙斜面頂端滑到斜面底端時的速度 為v,若加上一個垂直紙面向外的磁場,則滑到底端時 A.v變大 答案 B 3.如圖所示,下端封閉、上端開口,高h(yuǎn)=5 m、內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管豎直放置,管底有一質(zhì)量 m=10 g、電荷量q=0.2 C的小球.整個裝置以v=5 m/s的速度沿垂直于磁場方向進(jìn)入B= 0.2 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,由于外力的作用,玻璃管在磁場中的速度保持不變, 最終小球從上端管口飛出.取g=10 m/s.求:（1）小球的帶電性.（2）小球在管中運(yùn)動的時間.（3）小球在管內(nèi)運(yùn)動過程中增加的機(jī)械能.答案（1）帶正電（2）1 s 感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.10 T,磁場區(qū)域半徑r=為C.今有質(zhì)量m=3.2×10m,左側(cè)區(qū)圓心為O1,磁場向里,右側(cè)區(qū)圓心為O2,磁場向外,兩區(qū)域切點(diǎn) 32（） D.不能確定 B.v變小 C.v不變 （3）1 J 4.如圖所示,在某空間實(shí)驗(yàn)室中,有兩個靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域,分別存在著等大反向的勻強(qiáng)磁場,磁-26 kg、帶電荷量q=1.6×10 C的某種離子,從左側(cè)區(qū)邊緣的A點(diǎn)以速度v=10m/s正對O1的方向垂直射入磁場,它將穿越C點(diǎn)后再從右側(cè)區(qū)穿出.求: （1）該離子通過兩磁場區(qū)域所用的時間.（2）離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點(diǎn)偏離最初入射方向的側(cè)移距離多大?（側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動的距離）.答案（1）4.19×10-6 s （2）2 m 第4課時 專題:帶電粒子在磁場中運(yùn)動問題特例 要點(diǎn)一 帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的極值問題 即學(xué)即用 1.如圖所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為d,邊界為CD和EF.一電子從CD邊界外側(cè)以 速率v0垂直勻強(qiáng)磁場射入,入射方向與CD邊界間夾角為θ.已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e, 為使電子能從磁場的另一側(cè)EF射出,求電子的速率v0至少多大? 答案 Bed m(1?cos?)要點(diǎn)二 洛倫茲力多解問題 即學(xué)即用 2.如圖所示,在x<0與x>0的區(qū)域中,存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1與B2的勻強(qiáng)磁場,磁場方 向均垂直于紙面向里,且B1>B2.一個帶負(fù)電荷的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v沿x軸負(fù)方向 射出,要使該粒子經(jīng)過一段時間后又經(jīng)過O點(diǎn),B1與B2的比值應(yīng)滿足什么條件？ 答案 B2n?(n?1,2,3,???)B1n?1 題型1 磁場最小面積問題 【例1】在xOy平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m,電荷量為e）,從坐標(biāo)原點(diǎn)O不斷以相同大 小的速度v0沿不同的方向射入第一象限,如圖所示.現(xiàn)加上一個垂直于xOy平面的磁感應(yīng) 強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,要求這些電子穿過該磁場后都能沿平行于x軸正方向運(yùn)動,試求出符合條件的磁場最小面積.答案 π?2mv02()2eB題型2 帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動 【例2】核聚變反應(yīng)需要幾百萬度以上的高溫,為把高溫條件下高速運(yùn)動的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)）,通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）.如圖所示,環(huán)狀勻強(qiáng)磁場圍成的中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大,都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi).設(shè)環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑R1=0.5 m,外 半徑R2=1.0 m,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T,若被束縛的帶電粒子的荷質(zhì)比q/m=4×10 C/kg, 中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度.試計(jì)算:（1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場,不能穿越磁場的最大速度.（2）所有粒子不能穿越磁場的最大速度.答案（1）1.5×10 m/s 7 7（2）1.0×10 m/s 7題型3 程序法的應(yīng)用 【例3】兩平面熒光屏互相垂直放置,在兩屏內(nèi)分別取垂直于兩屏交線的直線為x軸 和y軸,交點(diǎn)O為原點(diǎn),如圖所示.在y>0,0 為B.在O點(diǎn)處有一小孔,一束質(zhì)量為m、帶電荷量為q（q>0）的粒子沿x軸經(jīng)小孔射入磁場,最后打在豎直和水平熒光屏上,使熒光屏發(fā)亮.入射粒子的速度可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值.已知速度最大的粒子在0 1.如圖所示,直線邊界MN上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場區(qū)域足夠大.今有質(zhì)量為m,電荷量為q的正、負(fù)帶電粒子,從邊界MN上某點(diǎn)垂直磁場方向射入,射入時 的速度大小為v,方向與邊界MN的夾角的弧度為θ,求正、負(fù)帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時間.答案 帶正電粒子:2m（π-θ）/qB 帶負(fù)電粒子: 2m? qB2.如圖中虛線MN是一垂直紙面的平面與紙面的交線,在平面右側(cè)的半空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場.O是MN上的一點(diǎn),從O點(diǎn)可以向磁場區(qū)域發(fā)射電荷量為+q、質(zhì)量為m、速率為v的粒子,粒子射入磁場時的速度可在紙面內(nèi)各個方向,已知先后射入的兩個 粒子恰好在磁場中給定的P點(diǎn)相遇,P到O點(diǎn)的距離為L,不計(jì)重力和粒子間的相互作用.（1）求所考察的粒子在磁場中的軌道半徑.（2）求這兩個粒子從O點(diǎn)射入磁場的時間間隔.答案（1）mvqB(2)4mqBL arccosqB2mv3.（2009·麗江質(zhì)檢）如圖所示,在真空中坐標(biāo)xOy平面的x>0區(qū)域內(nèi),有磁感強(qiáng)度B= 1.0×10T的勻強(qiáng)磁場,方向與xOy平面垂直.在x軸上的P（10,0）點(diǎn),有一放射源, 在xOy平面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率v=1.0×10 m/s的帶正電的粒子,粒子的質(zhì)量為m= 1.6×10-25 4-2 kg,電荷量為q=1.6×10 C,求帶電粒子能打到y(tǒng)軸上的范圍.-18答案-10 cm≤y≤103 cm 4.在邊長為2a的△ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,有一帶正電荷量 q,質(zhì)量為m的粒子從距A點(diǎn)3a的D點(diǎn)垂直AB方向進(jìn)入磁場,如圖所示,若粒子能從 AC間離開磁場,求粒子速率應(yīng)滿足什么條件及粒子從AC間什么范圍內(nèi)射出.答案 3(2?3)aqB3aqB ?v≤mmAC間距A點(diǎn)（23-3）a～3a的范圍 1.如圖所示,MN為兩個勻強(qiáng)磁場的分界面,兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系為B1=2B2.一帶電 荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)垂直MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的磁場,則經(jīng)過多長時間 它將向下再一次通過O點(diǎn)（）A.2πm qB 1B.2πm qB 2C.2πm q(B1?B2)D.πm q(B1?B2)答案 B 2.如圖所示,長為L的水平極板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,板間距離也為L, 板不帶電.現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（不計(jì)重力）,從左邊極板間中點(diǎn)處垂直 磁感線以速度v水平射入磁場,欲使粒子不打在極板上,可采用的辦法是 （）A.使粒子的速度v 3.如圖所示,水平導(dǎo)線中有電流I通過,導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同,則 電子將 （） A.沿路徑a運(yùn)動,軌跡是圓 答案 B B.沿路徑a運(yùn)動,軌跡半徑越來越大 D.沿路徑b運(yùn)動,軌跡半徑越來越小 qBL 4mqBL m B.使粒子的速度v>D.使粒子的速度 5qBL 4m5qBLqBL 4m4mC.沿路徑a運(yùn)動,軌跡半徑越來越小 4.如圖是電視機(jī)中顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖,它由繞在磁環(huán)上的兩個相同的線圈串聯(lián)而成, 線圈中通有如圖所示方向的電流.當(dāng)電子束從紙里經(jīng)磁環(huán)中心向紙外射來時（圖中用符 號“· ”表示電子束）,它將 A.向上偏轉(zhuǎn) 答案 A 5.三個速度大小不同的同種帶電粒子,沿同一方向從如圖所示的長方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場 上邊緣射入強(qiáng)磁場,當(dāng)它們從下邊緣飛出時對入射方向的偏角分別為90°、60°、30°,則它們在磁場中的運(yùn)動時間之比 A.1∶1∶1 C.3∶2∶1 答案 C 6.如圖所示,在屏MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向里.P為屏 上的一小孔,PC與MN垂直.一群質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的粒子（不計(jì)重力）,以相同 的速率v,從P處沿垂直于磁場的方向射入磁場區(qū)域.粒子入射方向在與磁場B垂直的平面內(nèi),且散開在與PC夾角為θ的范圍內(nèi).則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長度為（）A.C.（） B.1∶2∶3 D.1∶2∶3 （） D.向左偏轉(zhuǎn) B.向下偏轉(zhuǎn) C.向右偏轉(zhuǎn) 2mv qB D.B.2mvcos? qB 2mv(1?sin?) qB2mv(1?cos?) qB答案 D 7.一個帶電粒子,沿垂直于磁場的方向射入一勻強(qiáng)磁場,粒子的一段徑跡如圖所示,徑跡上的每 一段都可近似看做圓弧.由于帶電粒子使沿途的空氣電離,粒子的能量逐漸減?。◣щ姾闪坎?變）,從圖中情況可以確定 A.粒子從a到b,帶正電 負(fù)電 答案 B 8.如圖所示,在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,一個不計(jì) 重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場,粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直 于磁場且與x軸正方向成120°角,若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距 離為a,則該粒子的荷質(zhì)比和所帶電荷的正負(fù)是 A.（）C.（） B.粒子從b到a,帶正電 C.粒子從a到b,帶負(fù)電 D.粒子從b到a,帶3v,正電荷 2aB B.v,正電荷 2aB3v,負(fù)電荷 2aBD.v,負(fù)電荷 2aB答案 C 9.（2009·鶴崗質(zhì)檢）我國第21次南極科考隊(duì)在南極觀看到了美麗的極光.極 光是由來自太陽的高能量帶電粒子流高速沖進(jìn)高空稀薄大氣層時,被地球磁 場俘獲,從而改變原有運(yùn)動方向,向兩極做螺旋運(yùn)動,如圖所示.這些高能粒子 在運(yùn)動過程中與大氣分子或原子劇烈碰撞或摩擦從而激發(fā)大氣分子或原子,使 其發(fā)出有一定特征的各種顏色的光.地磁場的存在,使多數(shù)宇宙粒子不能達(dá)到地面而向人煙稀少的兩極偏移,為地球生命的誕生和維持提供了天然的屏障.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實(shí),向兩極做螺旋運(yùn)動的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減小的,這主要與下列哪些因素有關(guān) （） B.空氣阻力做負(fù)功,使其動能減小 D.太陽對粒子的引力做負(fù)功 A.洛倫茲力對粒子做負(fù)功,使其動能減小 C.靠近南北兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng) 答案 BC 10.如圖所示,在x＞0、y＞0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度的方向垂直于xOy平面 向里,大小為B.現(xiàn)有一質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子,在x軸上到原點(diǎn)的距離為x0的 P點(diǎn),以平行于y軸的初速度射入此磁場,在磁場作用下沿垂直于y軸的方向射出此磁場.不 計(jì)重力的影響.由這些條件可知（） A.不能確定粒子通過y軸時的位置 答案 D 11.如圖所示,一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子,從A點(diǎn)正對著圓心O以速度v射入半徑 為R的絕緣圓筒中.圓筒內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.要使離子 與圓筒內(nèi)壁碰撞多次后轉(zhuǎn)一圈仍從A點(diǎn)射出,求正離子在磁場中運(yùn)動的時間t.（設(shè)離子與圓 筒內(nèi)壁碰撞時無能量和電荷量損失,不計(jì)離子的重力）答案(n?1)πRπtan（n≥2）vn? 1B.不能確定粒子速度的大小 D.以上三個判斷都不對 C.不能確定粒子在磁場中運(yùn)動所經(jīng)歷的時間 12.如圖所示,空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場.左側(cè)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E、方向水平向右,電場寬度為L;中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向 外;右側(cè)區(qū)域?yàn)榇怪奔埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B.一個質(zhì)量為m、電荷量為q、不計(jì)重力的帶正電的粒子從電場的左邊緣的O點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動,穿過中間磁場區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)域后,又回到O點(diǎn),然后重復(fù)上述運(yùn)動過程.求:（1）中間磁場區(qū)域的寬度d.（2）帶電粒子從O點(diǎn)開始運(yùn)動到第一次回到O點(diǎn)所用時間t.答案（1）16mEL2Bq(2)2mL7πm ?qE3qB13.（2009·商丘質(zhì)檢）如圖所示,L1和L2為距離d=5.0 cm的兩平行虛線,L1上方和L2下 方都是垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=0.20 T的勻強(qiáng)磁場,A、B兩點(diǎn)都在L2上.質(zhì) 量m=1.67×10-27 kg、電荷量q=1.60×10 C的質(zhì)子,從A點(diǎn)以v0=5.0×10 m/s的速 5度與L2成30°角斜向上射出,經(jīng)過上方和下方的磁場偏轉(zhuǎn)后正好經(jīng)過B點(diǎn),且經(jīng)過B點(diǎn)時的速度方向也斜向上.求:（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的半徑.（2）A、B兩點(diǎn)間的最短距離.（3）質(zhì)子由A運(yùn)動到B的最短時間.答案（1）2.6 cm（2）17.3 cm （3）3.3×10 s 第三單元 復(fù)合場問題 第5課時 專題:帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動 要點(diǎn)一 復(fù)合場（疊加場） 即學(xué)即用 1.一帶電粒子以初速度v0先后通過勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B,如圖甲所示,電場和磁場對粒子做功為W1;若把 電場和磁場正交疊加后,如圖乙所示,粒子仍以v0 A.W1=W2 C.W1>W2 答案 C （） B.W1 D.無法比較 要點(diǎn)二 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動分析 即學(xué)即用 2.如圖所示,與電源斷開的帶電平行金屬板相互正對水平放置,兩板間存在著水平方向的 勻強(qiáng)磁場.某帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點(diǎn)由靜止開始滑下,經(jīng)過軌道端點(diǎn)P（軌 道上P點(diǎn)的切線沿水平方向）進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動.若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,使兩板間距離稍減小一些,讓小球從比a點(diǎn)稍低一些的b點(diǎn)由靜止開始滑下,在經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板間的運(yùn)動過程中 （） A.洛倫茲力對小球做負(fù)功 B.小球所受電場力變大 C.小球一定做曲線運(yùn)動 D.小球仍可能做直線運(yùn)動 答案 C 題型1 帶電粒子在復(fù)合場中的平衡問題 【例1】設(shè)在地面上方的真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場.已知電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是相同的,電場強(qiáng)度的大小E=4.0 V/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.15 T.今有一個帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以v=20 m/s的速度在此區(qū)域內(nèi)沿垂直場強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動,求此帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量與質(zhì)量之比q/m以及磁場的所有可能方向.（角度可用反三角函數(shù)表示）答案 1.96 C/kg,與重力夾角arctan 3斜向下的一切可能方向 4題型2 帶電粒子在復(fù)合場中的曲線運(yùn)動問題 【例2】ab、cd為平行金屬板,板間勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E=100 V/m,板間同時存在如圖所示的勻強(qiáng)磁 場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=4 T,一帶電荷量q=1×10C,質(zhì)量m=1×10kg的微粒,以速度v0=30 m/s 垂直極板進(jìn)入板間場區(qū),粒子做曲線運(yùn)動至M點(diǎn)時速度方向與極板平行,這一帶電粒子恰與另 一質(zhì)量和它相等的不帶電的微粒吸附在一起做勻速直線運(yùn)動,不計(jì)重力.求:（1）微粒帶何種電荷.（2）微粒在M點(diǎn)與另一微粒吸附前的速度大小.（3）M點(diǎn)距ab極板的距離.答案（1）負(fù)電（2）50 m/s （3）0.08 m -10題型3 情景建模 【例3】如圖甲所示,場強(qiáng)水平向左、大小E=3 V/m的勻強(qiáng)電場中,有一傾角θ=37°的光滑絕緣斜面（足夠大）垂直斜面方向有一磁場,磁感強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時刻,質(zhì)量m=4×10電荷量q=10-2 kg、C的帶負(fù)電的小球在O點(diǎn)獲得一沿斜面向上的瞬時速度v=1 m/s,求小球在t=0.32 πs時 2間內(nèi)運(yùn)動的路程.（g=10 m/s，sin 37°=0.6,cos37°=0.8） 答案 0.32 πm 1.（2009·承德模擬）如圖所示,空間的某個復(fù)合場區(qū)域內(nèi)存在著方向相互垂直的勻強(qiáng)電 場和勻強(qiáng)磁場.質(zhì)子由靜止開始經(jīng)一加速電場加速后,垂直于復(fù)合場的界面進(jìn)入并沿直 線穿過場區(qū),質(zhì)子從復(fù)合場區(qū)穿出時的動能為Ek.那么氘核同樣由靜止開始經(jīng)同一加速 電場加速后穿過同一復(fù)合場后的動能Ek′的大小是 A.Ek′=Ek 定 答案 B 2.（2009·濟(jì)寧統(tǒng)考）如圖所示,在互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中,電荷量為q的液滴在豎 直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動,已知電場強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則油滴的質(zhì)量和環(huán)繞 速度分別為 C.B D.（） B.Ek′>Ek （） C.Ek′ B2qREB.，EBqR ,qgR gqEBgR ,gE3.如圖所示,在互相垂直的水平方向的勻強(qiáng)電場（E已知）和勻強(qiáng)磁場（B已知）中,有一固定的 豎直絕緣桿,桿上套一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球,它們之間的摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)由靜止釋 放小球,試求小球沿棒運(yùn)動的最大加速度和最大速度.（mg>μqE,小球的帶電荷量不變）答案 g-?qEmmg??qE ?qB4.如圖所示,一質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的小物體,在水平方向的勻強(qiáng)磁場B中,從傾角為 θ的絕緣光滑足夠長的斜面上由靜止開始下滑,求:（1）此物體在斜面Q上運(yùn)動的最大速度.（2）此物體在斜面上運(yùn)動的距離.（3）此物體在斜面上運(yùn)動的時間.答案（1）mgcos? qB（2）m2gcos2?2q2B2sin?(3)mcot? qB第6課時 專題:電場與磁場在實(shí)際中的應(yīng)用 要點(diǎn)一 速度選擇器 即學(xué)即用 1.如圖所示,一束質(zhì)量、速度和電荷量不同的正離子垂直地射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場正 交的區(qū)域里,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運(yùn)動方向,有些未發(fā)生任何偏轉(zhuǎn).如果讓這 些不偏轉(zhuǎn)的離子進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場中,發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束,對這些進(jìn)入另一磁 場的離子,可得出結(jié)論 （） A.它們的動能一定各不相同 C.它們的質(zhì)量一定各不相同 答案 D B.它們的電荷量一定各不相同 D.它們的電荷量與質(zhì)量之比一定各不相同 要點(diǎn)二 質(zhì)譜儀 即學(xué)即用 2.質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要儀器,它的構(gòu)造如圖所示.設(shè)從離子 源S產(chǎn)生出來的正離子初速度為零,經(jīng)過加速電場加速后,進(jìn)入一平行板電容器C中,電 場強(qiáng)度為E的電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的磁場相互垂直,具有某一速度的離子將沿圖中所 示的直線穿過兩板間的空間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),再進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場,最后打在記錄它的照相底片上的P點(diǎn).若測得P點(diǎn)到入口處S1的距離為s,證明離子的質(zhì)量為m= qB1B2s.2E答案 離子被加速后進(jìn)入平行板電容器,受到的水平的電場力和洛倫茲力平衡才能夠豎直向上進(jìn)入上面的勻強(qiáng)磁 場,由qvB1=qE得v=E/B1,在勻強(qiáng)磁場中 qBBssmv,將v代入,可得m=12.?2E2qB2要點(diǎn)三 回旋加速器 即學(xué)即用 3.回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動能的儀器,其核心部分是兩個D 形金屬盒,兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接,以便在盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場,使 粒子每次穿過狹縫都得到加速,兩盒放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于盒底面,離子源置 于盒的圓心附近.若離子源射出的離子電荷量為q,質(zhì)量為m,粒子最大回轉(zhuǎn)半徑Rm,其運(yùn)動軌跡如圖所示.求:（1）兩個D形盒內(nèi)有無電場?（2）離子在D形盒內(nèi)做何種運(yùn)動?（3）所加交流電頻率是多大?（4）離子離開加速器的速度為多大?最大動能為多少? 答案（1）無電場 （2）做勻速圓周運(yùn)動,每次加速之后半徑變大（3）qBRmqBq2B2Rm2（4） 2πmm2m要點(diǎn)四 霍爾效應(yīng) 即學(xué)即用 4.如圖所示,厚度為h、寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中, 當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時,在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間會產(chǎn)生電勢差,這種現(xiàn)象 稱為霍爾效應(yīng).實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)磁場不太強(qiáng)時,電勢差U、電流I和B的關(guān)系為U=k IB.式中的比例系數(shù)k稱d為霍爾系數(shù).霍爾效應(yīng)可解釋如下:外部磁場的洛倫茲力使運(yùn)動的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè),在導(dǎo)體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的正電荷,從而形成橫向電場.橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力.當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時,導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會形成穩(wěn)定的電勢差.設(shè)電流I是由電子的定向流動形成的,電子的平均定向速度為v,電荷量為e,回答下列問題:（1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢 下側(cè)面A′的電勢（填“高于”“低于”或“等于”）; （2）電子所受的洛倫茲力的大小為;（3）當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢差為U時,電子所受靜電力的大小為;（4）由靜電力和洛倫茲力平衡的條件,證明霍爾系數(shù)為k=答案（1）低于（4）由F=F電得evB=e（2）evB （3）e 1,其中n代表導(dǎo)體板單位體積中電子的個數(shù).neU hU U=hvB h導(dǎo)體中通過的電流I=nev·d·h 由U=k得k= nevdhBIBIB得hvB=k=k ddd1 ne題型1 帶電粒子在組合場中運(yùn)動 【例1】如圖所示,在y>0的空間中存在勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向;在y<0的空間中,存在 勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直xy平面（紙面）向外.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動 粒子,經(jīng)過y軸上y=h處的點(diǎn)P1時速率為v0,方向沿x軸正方向,經(jīng)過x軸上x=2h處的P2點(diǎn) 進(jìn)入磁場,并經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點(diǎn).不計(jì)重力.求:（1）電場強(qiáng)度的大小.（2）粒子到達(dá)P2時速度的大小和方向.（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.mv02答案（1） 2qh（2）2v0,與x軸成45°角（3） mv0 qh題型2 帶電粒子在重疊場中運(yùn)動 【例2】如圖所示,在足夠大的空間范圍內(nèi),同時存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻 強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.57 T.小球1帶正電,其電荷量與質(zhì)量之比 q1=4 C/kg,所受重力與電 m1場力的大小相等;小球2不帶電,靜止放置于固定的水平懸空支架上.小球1向右以v0=23.59 m/s 的水平速度與小球2正碰,碰后經(jīng)過0.75 s再次相碰.設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變,且始終保持在同一豎直平面內(nèi).（取g=10 m/s）（1）電場強(qiáng)度E的大小是多少?（2）兩小球的質(zhì)量之比答案（1）2.5 N/C 2m2是多少? m1（2）11 題型3 科技物理 【例3】飛行時間質(zhì)譜儀可以對氣體分子進(jìn)行分析.如圖所示,在真空狀態(tài)下,脈沖閥P 噴出微量氣體,經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價(jià)位的正離子,自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速 電場,從b板小孔射出,沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū),到達(dá)探測器.已知 元電荷電荷量為e,a、b板間距為d,極板M、N的長度和間距均為L.不計(jì)離子重力及進(jìn)入a板時的初速度.（1）當(dāng)a、b間的電壓為U1時,在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2,使離子到達(dá)探測器.請導(dǎo)出離子的全部飛行 時間與荷質(zhì)比k（k=ne）的關(guān)系式.m（2）去掉偏轉(zhuǎn)電壓U2,在M、N間區(qū)域加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,若進(jìn)入a、b間的所有離子質(zhì) 量均為m,要使所有的離子均能通過控制區(qū)從右側(cè)飛出,a、b間的加速電壓U1至少為多少？ 答案（1）t?2d?L2kU1(2)25eL2B2 32m 1.電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測量可導(dǎo)電流體（如污水）在管中的流量（在單位時間內(nèi)通過 管內(nèi)橫截面的流體的體積）.為了簡化,假設(shè)流量計(jì)是如圖所示的橫截面為長方形的一 段管道,其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計(jì)的兩端與輸送流體的管道相連接（圖中虛線）.圖 中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料,前后兩面是絕緣材料.現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于前后兩面.當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時,在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接,I表示測得電流值.已知流體的電阻率為ρ,不計(jì)電流表的內(nèi)阻,則可求得流量為 A.（） B.Ib(aR??)BcIc(bR??) Ba C.Ia(cR??)Bb D.Ic(R??)Ba答案 A 2.目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī),它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能.如圖所示為它的發(fā)電原理圖.將一束等離子體（即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負(fù)電 的微粒,從整體上來說呈電中性）噴射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場中有兩塊面積為S, 相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構(gòu)成一電路.設(shè)氣流的速度為v,氣體的電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)）為g,則流 過外電阻R的電流強(qiáng)度I及電流方向?yàn)?/p> （）A.I=C.I=Bdv,A→R→B RBdv,B→R→A R B.I=D.I= BdvS,B→R→A SR?gdBdvSg,A→R→B gSR?d答案 D 3.如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子,使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后, 由A孔射出,求:（1）加速器中勻強(qiáng)磁場B的方向和大小.（2）設(shè)兩D形盒間距為d,其間電壓為U,電場視為勻強(qiáng)電場,質(zhì)子每次經(jīng)電場加速后能量增加,加速到上述能量所需 回旋周數(shù).（3）加速到上述能量所需時間.答案（1）（2）E2qU2mE 方向垂直紙面向里 qR(3)πRmE2qU 4.（2009·平朔質(zhì)檢）如圖所示是用來測量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示意圖,設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖示容器A中,使它受到電子束轟擊,失去一個電子變成正一價(jià)的離子.離子從狹縫S1以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場中（初速度不計(jì)）,加速后再經(jīng)過狹縫S2、S3射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ.最后,離子打到感光片上,形成垂直于紙面且平行于狹縫S3的細(xì)線,若測得細(xì)線到狹縫S3的距離為d.導(dǎo)出離子質(zhì)量m的表達(dá)式.qB2d2答案 m= 8U 1.在真空中,勻強(qiáng)電場方向豎直向下,勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里.三個油滴帶有等量同種電荷,其中a靜止,b向右勻速運(yùn)動,c向左勻速運(yùn)動,則它們的重力Ga、Gb、Gc的關(guān)系為 （） B.Gb最大 C.Gc最大 D.不能確定 A.Ga最大 答案 C 2.如圖所示,真空中一光滑水平面上,有兩個直徑相同的金屬小球A、C,質(zhì)量mA=0.01 kg,mC= 0.005 kg.靜止在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場中的C球帶正電,電荷量qC=1.0×10零,則碰后A球的速度為 （） B.10 m/s C.5 m/s D.15 m/s A.20 m/s 答案 B 3.（2009·涿州模擬）如圖所示,一粒子先后通過豎直方向的勻強(qiáng)電場區(qū)和豎直方向的勻 強(qiáng)磁場區(qū),最后粒子打在右側(cè)屏上第二象限上的某點(diǎn).則下列說法中正確的是（）A.若粒子帶正電,則E向上,B向上 C.若粒子帶負(fù)電,則E向下,B向下 答案 AC 4.如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒,在豎直向下的勻強(qiáng)電場、水平指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁 場以及重力的共同作用下做勻速圓周運(yùn)動,下列說法中正確的是 A.該微粒帶負(fù)電,電荷量q= mg E-2 C，在磁場外的不帶電的A球以v0=20 m/s的速度進(jìn)入磁場中與C球發(fā)生正碰后,C球?qū)λ矫娴膲毫η『脼?/p> B.若粒子帶正電,則E向上,B向下 D.若粒子帶負(fù)電,則E向下,B向上 （） B.若該微粒在運(yùn)動中突然分成荷質(zhì)比相同的兩個粒子,分裂后只要速度不為零且速度方向仍與磁場方向垂直,它們 均做勻速圓周運(yùn)動 C.如果分裂后,它們的荷質(zhì)比相同,而速率不同,那么它們運(yùn)動的軌道半徑一定不同 D.只要一分裂,不論它們的荷質(zhì)比如何,它們都不可能再做勻速圓周運(yùn)動 答案 ABC 5.目前,世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī).如圖表示了它的原理:將一束等離子體噴射入磁場,在場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就會聚集電荷,產(chǎn)生電壓.如果射入的等離子體速度均為v,兩金屬板的板長為L,板間距離為d,板平面的面積為S,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于速度方向,負(fù)載電阻為R,電離氣體充滿兩板間的空間.當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時,電流表示數(shù)為I.那么板間電離氣體的電阻率為 A.（）SBdv(?R)dI B.SBLv(?R)dI C.SBdv(?R)LI D.SBLv(?R)LI答案 A 6.一個帶正電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙的絕緣桿上,整個裝置處于方向如圖所示的勻強(qiáng) 磁場中,現(xiàn)給滑環(huán)一個水平向右的瞬時作用力,使其由靜止開始運(yùn)動,則滑環(huán)在桿上運(yùn)動情況 不可能的是（）．．．A.始終做勻速運(yùn)動 答案 C 7.設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,如圖所示,已知一離子在靜電力 和洛倫茲力的作用下,從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動,到達(dá)B點(diǎn)時速度為零,C點(diǎn)是運(yùn)動 的最低點(diǎn),忽略重力,下述說法中錯誤的是 （）．．A.該離子必帶正電荷 答案 D 8.如圖所示,空間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場的方向豎直向下,磁場的方向垂直紙面向里, 一帶電油滴P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列說法正確的是 A.若撤去電場,P可能做勻加速直線運(yùn)動 B.若撤去磁場,P可能做勻加速直線運(yùn)動 C.若給P一初速度,P可能做勻速直線運(yùn)動 D.若給P一初速度,P可能做順時針方向的勻速圓周運(yùn)動 答案 CD 9.如圖所示,水平放置的平行金屬板a、b帶有等量正負(fù)電荷,a板帶正電,兩板間有垂直 于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,一個帶正電的液滴在兩板間做直線運(yùn)動.關(guān)于液滴在兩板間運(yùn) 動的情況,可能是 （） A.沿豎直方向向下運(yùn)動 C.沿水平方向向右運(yùn)動 答案 C 10.帶電粒子以初速度v0從a點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,如圖所示運(yùn)動中經(jīng)過b點(diǎn),Oa=Ob,若撤去磁場 加一個與y軸平行的勻強(qiáng)電場,仍以v0從a點(diǎn)進(jìn)入電場,粒子仍能通過b點(diǎn),那么電場強(qiáng)度E 與磁感應(yīng)強(qiáng)度B之比（）A.v0 B.始終做減速運(yùn)動,最后靜止于桿上 D.先做減速運(yùn)動,最后做勻速運(yùn)動 C.先做加速運(yùn)動,最后做勻速運(yùn)動 B.A點(diǎn)和B點(diǎn)位于同一高度 D.離子到達(dá)B點(diǎn)后,將沿原曲線返回A點(diǎn) C.離子在C點(diǎn)時速度最大 （） B.沿豎直方向向上運(yùn)動 D.沿水平方向向左運(yùn)動 E為 B B.1 v0 C.2v0 D.v0 2答案 C 11.一個質(zhì)量m=0.001 kg、電荷量q=1×10 C的帶正電小球和一個質(zhì)量也為m不帶電的小球 2相距L=0.2 m,放在絕緣光滑水平面上.當(dāng)加上如圖所示的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場后,帶電小球 開始運(yùn)動,與不帶電小球相碰,并粘在一起,合為一體.已知E=1×10N/C,B=0.5 T.問:（取g=10 m/s）（1）兩球碰后速度多大?（2）兩球碰后到兩球離開水平面,還要前進(jìn)多遠(yuǎn)? 答案（1）10 m/s（2）1.5 m 12.如圖所示,兩塊平行金屬板M、N豎直放置,兩板間的電勢差U=1.5×10 V.豎直邊界MP 的左邊存在著正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,其中電場強(qiáng)度E=2 500 N/C,方向豎直向上;磁感 應(yīng)強(qiáng)度B=10 T,方向垂直紙面向外;A點(diǎn)與M板上端點(diǎn)C在同一水平線上,現(xiàn)將一質(zhì)量m= 1×10kg、電荷量q=+4×10C的帶電小球自A點(diǎn)斜向上拋出,拋出的初速度v0=4 m/s,方向與水平方向成45°角,之后小球恰好從C處進(jìn)入兩板間,且沿直線運(yùn)動到N板上的Q點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s.求:（1）A點(diǎn)到C點(diǎn)的距離sAC.（2）Q點(diǎn)到N板上端的距離L.（3）小球到達(dá)Q點(diǎn)時的動能Ek.答案（1）2m（2）0.6 m（3）0.20 J 13.如圖所示的坐標(biāo)系,x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向.在x軸上方空間的第一、第二象限內(nèi),既 無電場也無磁場,在第三象限,存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場和垂直xy平面（紙面）向里的勻強(qiáng) 磁場,在第四象限,存在沿y軸負(fù)方向、場強(qiáng)大小與第三象限電場場強(qiáng)相等的勻強(qiáng)電場.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶 電質(zhì)點(diǎn),從y軸上y=h處的P1點(diǎn)以一定的水平初速度沿x軸負(fù)方向進(jìn)入第二象限.然后經(jīng)過x軸上x=-2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入第三象限,帶電質(zhì)點(diǎn)恰好能做勻速圓周運(yùn)動,之后經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點(diǎn)進(jìn)入第四象限.已知重力加速度為g.求:（1）粒子到達(dá)P2點(diǎn)時速度的大小和方向.（2）第三象限空間中電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.（3）帶電質(zhì)點(diǎn)在第四象限空間運(yùn)動過程中最小速度的大小與方向.答案（1）2gh 方向與x軸負(fù)方向成45°角斜向下（2） 2-2 33mgqm2gqh(3)2gh 方向沿x軸正方向 知識整合 演練高考 題型1 安培力的應(yīng)用 【例1】（2007·海南·15）據(jù)報(bào)道,最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮,其原理如圖所示.炮彈（可視為長方 形導(dǎo)體）置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間,并與軌道壁密接.開始時炮彈在導(dǎo)軌的一端,通以電流后炮彈會被磁力加速,最 后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出.設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離d=0.10 m,導(dǎo)軌長L=5.0 m,炮彈質(zhì)量m=0.30 kg.導(dǎo)軌上 的電流I的方向如圖中箭頭所示.可以認(rèn)為,炮彈在軌道內(nèi)運(yùn)動時,它所在處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為B=2.0 T,方向 垂直于紙面向里.若炮彈出口速度為v=2.0×10 m/s,求通過導(dǎo)軌的電流I.（忽略摩擦力與重力的影響） 答案 6.0×10 A 53題型2 帶電粒子在磁場中運(yùn)動 【例2】（2008·重慶·25）如圖為一種質(zhì)譜儀工作原理示意圖.在以O(shè)為圓心, OH為對稱軸,夾角為2α的扇形區(qū)域內(nèi)分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場.對 稱于OH軸的C和D分別是離子發(fā)射點(diǎn)和收集點(diǎn).CM垂直磁場左邊界于M, 且OM=d,現(xiàn)有一正離子束以小發(fā)射角（紙面內(nèi)）從C射出,這些離子在CM方向上的分速度均為v0,若該離子束中荷 質(zhì)比為q的離子都能匯聚到D,試求: m（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向（提示:可考慮沿CM方向運(yùn)動的離子為研究對象）.（2）離子沿與CM成θ角的直線CN進(jìn)入磁場,求其軌道半徑和在磁場中的運(yùn)動時間.（3）線段CM的長度.答案（1）（2）mv0 磁場方向垂直紙面向外 qddcos??2(???)d v0 （3）dcotα 題型3 帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動 【例3】（2008·寧夏·24）如圖所示,在xOy平面的第一象限有一勻強(qiáng)電場,電場的方向平行 于y軸向下;在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向 垂直于紙面向外.有一質(zhì)量為m,帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場左側(cè)平行于x軸射入電場.質(zhì)點(diǎn) 到達(dá)x軸上A點(diǎn)時,速度方向與x軸的夾角為?,A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為d.接著,質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場,并垂直于OC飛離磁 場,不計(jì)重力影響.若OC與x軸的夾角也為?,求:（1）粒子在磁場中運(yùn)動速度的大小.（2）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小.答案（1） 1.（2008·寧夏·14）在等邊三角形的三個項(xiàng)點(diǎn)a、b、c處,各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面,導(dǎo)線中通有大小相等的 恒定電流,方向如圖所示.過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向 A.與ab邊平行,豎直向上 C.與ab邊垂直,指向左邊 答案 C 2.（2008·廣東·9）帶電粒子進(jìn)入云室會使云室中的氣體電離,從而顯示其運(yùn)動軌跡,圖是在有勻強(qiáng) 磁場的云室中觀察到的粒子的軌跡,a和b是軌跡上的兩點(diǎn),勻強(qiáng)磁場B垂直紙面向里.該粒子在運(yùn) 動時,其質(zhì)量和電量不變,而動能逐漸減少.下列說法正確的是（） A.粒子先經(jīng)過a點(diǎn),再經(jīng)過b點(diǎn) C.粒子帶負(fù)電 答案 AC 3.（2008·廣東·4）1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示.B.粒子先經(jīng)過b點(diǎn),再經(jīng)過a點(diǎn) D.粒子帶正電 B.與ab邊平行,豎直向下 D.與ab邊垂直,指向右邊（） qBdsin?m(2)qB2dsin3?cos? m 這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,下列說法正確的是（）A.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器 C.離子從磁場中獲得能量 答案 AD 4.（2008·天津·23）在平面直角坐標(biāo)xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第 Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q 的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點(diǎn) 與x軸正方向成θ=60°角射入磁場,最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場,如圖所示.不計(jì)粒子重力,求 （1）M、N兩點(diǎn)間的電勢差UMN.（2）粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r.（3）粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的總時間t.2 B.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器 D.離子從電場中獲得能量 3mv0答案(1)2q變化的電場(2)2mv0qB(3)(33?2π)m 3qB5.（2008·山東·25）兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置,極板間加有空間分布均勻、大小隨時間周期性和磁場,變化規(guī)律分別如圖（1）、（2）所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向）.在t=0時刻由負(fù)極板釋放 一個初速度為零的帶負(fù)電的粒子（不計(jì)重力）.若電場強(qiáng)度E0、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0、粒子的荷質(zhì)比10π2mE02πm且t0=,兩板間距h=.qB0qB02q均已知,m （1）求粒子在0～t0時間內(nèi)的位移大小與極板間距h的比值.（2）求粒子在極板間做圓周運(yùn)動的最大半徑（用h表示）.（3）若板間電場強(qiáng)度E隨時間的變化仍如圖（1）所示,磁場的變化改為如圖（3）所示,試畫出粒子在板間運(yùn)動的軌 跡圖（不必寫計(jì)算過程）.答案（1）（2）2h 5π1 5 （3）見右圖 6.（2008·全國Ⅰ·25）如圖所示,在坐標(biāo)系xOy中,過原點(diǎn)的直線OC與x軸正向的夾角?= 120°,在OC右側(cè)有一勻強(qiáng)電場,在第二、三象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場,其上邊界與電場邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面 向里.一帶正電荷q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點(diǎn)射入磁場區(qū)域,并從O點(diǎn)射出,粒子射出磁 場的速度方向與x軸的夾角θ＝30°,大小為v,粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧,且弧的半徑為磁場左 右邊界間距的兩倍.粒子進(jìn)入電場后,在電場力的作用下又由O點(diǎn)返回磁場區(qū)域,經(jīng)過一段時間后再次離開磁場.已知 粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開磁場所用的時間恰好等于粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期,忽略重力的影響.求:（1）粒子經(jīng)過A點(diǎn)時速度的方向和A點(diǎn)到x軸的距離.（2）勻強(qiáng)電場的大小和方向.（3）粒子從第二次離開磁場到再次進(jìn)入電場時所用的時間.答案（1）垂直于磁場左邊界（2） 7.（2008·四川·24）如圖所示,一半徑為R的光滑絕緣半球面開口向下,固定在水平面上, 整個空間存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下.一電荷量為q（q>0）,質(zhì)量為m的小球 P在球面上做水平的勻速圓周運(yùn)動,圓心為O′.球心O到該圓周上任一點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為θ（0<θ<π/2）.為了使小球能夠在該圓周上運(yùn)動,求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的最小值及小球P相應(yīng)的速率.（重力加速度為g）答案 Bmin= mv3(1?)qB2 （3）12Bv 方向與x軸正向夾角為150° 7π3m qB2mgqRcos?v?gR·sin? cos?8.（2008·海南·16）如圖所示,空間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場方向?yàn)閥軸正方向,磁場 方向垂直于xy平面（紙面）向外,電場和磁場都可以隨意加上或撤除,重新加上的電場或磁 場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從P（x=0,y=h）點(diǎn)以一定的速度平行于x軸正向入射.這時若只有磁場,粒子將做半徑為R0的圓周運(yùn)動;若同時存在電場和磁場,粒子恰好做直線運(yùn)動.現(xiàn)在,只加電場,當(dāng)粒 子從P點(diǎn)運(yùn)動到x=R0平面（圖中虛線所示）時,立即撤除電場同時加上磁場,粒子繼續(xù)運(yùn)動,其軌跡與x軸交于M點(diǎn).不計(jì)重力.求:（1）粒子到達(dá)x=R0平面時速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離.（2）M點(diǎn)的橫坐標(biāo)xM.答案(1)π4h?R02(2)2R0?72R0?R0h?h2 4章末檢測 一、選擇題（共8小題,每小題6分,共48分） 1.如圖所示,條形磁鐵放在光滑斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡,A為水平放置的直導(dǎo)線的截面.導(dǎo)線中無電流時磁鐵對斜面的壓力為N1;當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時,磁鐵對斜面的壓力為N2,此時彈簧的伸長量減小了,則（）A.N1 2.一個足夠長的絕緣斜面,傾角為θ,置于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向里,與水平面平行.如圖所示,現(xiàn)有一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小球在斜面頂端由靜止開始釋放,小球與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,則（） A.如果小球帶正電,小球在斜面上的最大速度為B.如果小球帶正電,小球在斜面上的最大速度為C.如果小球帶負(fù)電,小球在斜面上的最大速度為D.如果小球帶負(fù)電,小球在斜面上的最大速度為答案 BC 3.如圖所示,在光滑的絕緣水平面上,一輕繩連著一個帶電小球繞豎直方向的軸O在勻強(qiáng)磁場中做 逆時針方向的勻速圓周運(yùn)動,磁場方向豎直向下（本圖為俯視圖）.若小球運(yùn)動到圓周上的A點(diǎn)時, 從繩子的連接處脫離,脫離后仍在磁場中運(yùn)動,則關(guān)于以后小球運(yùn)動情況以下說法中正確的是 （） A.小球可能做逆時針的勻速圓周運(yùn)動,半徑不變 B.小球可能做逆時針的勻速圓周運(yùn)動,半徑減小 C.小球可能做順時針的勻速圓周運(yùn)動,半徑不變 D.小球可能做順時針的勻速圓周運(yùn)動,半徑增大 答案 ACD 4.金屬棒MN兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后,懸掛于a、b兩點(diǎn),且使其水平,棒的中部處于水平方 向的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于金屬棒,如圖所示.當(dāng)棒中通有M流向N的恒定電流時, 懸線對棒有拉力.為了減小懸線中的拉力,可采用的辦法有（） A.適當(dāng)增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 答案 A 5.（2009·邢臺質(zhì)檢）如圖所示的天平可用于測定磁感應(yīng)強(qiáng)度,天平的右臂下面掛有一個不 計(jì)重力的矩形線圈,寬度為L,共N匝,線圈下端懸在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面.當(dāng)線圈 中通有方向如圖所示的電流I時,在天平左右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼,天平平衡,當(dāng)電流反向（大小不變） 時,右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡,由此可知 （） A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里,大小為B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里,大小為C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外,大小為D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外,大小為答案 B 6.在某地上空同時存在著勻強(qiáng)的電場與磁場,一質(zhì)量為m的帶正電小球,在該區(qū)域內(nèi)沿水平方向向 (m1?m2)g NILmg 2NIL(m1?m2)g NILmg 2NILmgcos? qBmg(sin???cos?) ?qBmgcos? qBmg(sin???cos?) ?qB B.使磁場反向 D.使電流反向 C.適當(dāng)減小金屬棒中的電流強(qiáng)度 右做直線運(yùn)動,如圖所示,關(guān)于場的分布情況可能的是（） A.該處電場方向和磁場方向重合答案 ABC 7.環(huán)形對撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置,其核心部件是一個高度真空的圓環(huán)狀的空腔.若帶電粒子初速度可視為零, 經(jīng)電壓為U的電場加速后,沿圓環(huán)切線方向注入對撞機(jī)的環(huán)狀空腔內(nèi),空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁 感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.帶電粒子將被限制在圓環(huán)狀空腔內(nèi)運(yùn)動.要維持帶電粒子在圓環(huán)內(nèi)做半徑確定的圓周運(yùn)動,下列 說法中正確的是 （） A.對于給定的加速電壓,帶電粒子的荷質(zhì)比q/m越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大 B.對于給定的加速電壓,帶電粒子的荷質(zhì)比q/m越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小 C.對于給定的帶電粒子和磁感應(yīng)強(qiáng)度B,加速電壓U越大,粒子運(yùn)動的周期越小 D.對于給定的帶電粒子和磁感應(yīng)強(qiáng)度B,不管加速電壓U多大,粒子運(yùn)動的周期都不變 答案 BD 8.如圖所示,長方形abcd長ad=0.6 m,寬ab=0.3 m,O、e分別是ad、bc的中點(diǎn),以ad為直徑 的半圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場（邊界上無磁場）,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25 T.一群不計(jì)重力、質(zhì)量m=3×10-7 B.電場豎直向上,磁場垂直紙面向里 D.電場水平向右,磁場垂直紙面向里 C.電場斜向里側(cè)上方,磁場斜向外側(cè)上方,均與v垂直 kg、電荷量q=+2×10 C的帶電粒子以速度v=5×10 m/s沿垂直于ad方向且垂直于 2磁場射入磁場區(qū)域 （） A.從Od邊射入的粒子,出射點(diǎn)全部分布在Oa邊 B.從aO邊射入的粒子,出射點(diǎn)全部分布在ab邊 C.從Od邊射入的粒子,出射點(diǎn)分布在Oa邊和ab邊 D.從aO邊射入的粒子,出射點(diǎn)分布在ab邊和be邊 答案 D 二、計(jì)算論述題（共4小題,共52分,其中9、10小題各12分,11、12小題各14分）9.質(zhì)量為m、長度為L的導(dǎo)體棒MN靜止于水平導(dǎo)軌上,通過MN的電流為I,勻強(qiáng)磁場的磁感 應(yīng)強(qiáng)度為B,方向與導(dǎo)軌平面成θ角斜向下,如圖所示,求棒MN所受的支持力大小和摩擦力 大小.答案 BILcosθ+mg BILsinθ 10.（2009·昌平質(zhì)檢）帶電粒子的質(zhì)量m=1.7×10沿著垂直于 磁場方向同時又垂直于磁邊界的方向射入勻強(qiáng)磁場中,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.17 T,磁場的寬度l=10 cm.求:（1）帶電粒子離開磁場時的速度多大?速度方向與入射方向之間的偏折角多大?（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時間多長?離開磁場時偏離入射方向的距離多大? 答案（1）3.2×10 m/s 場加速后 垂直進(jìn)入勻強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)電場,之后又進(jìn)入被測的勻強(qiáng)磁場（電子速度方向與磁場方向垂直）.電子從剛進(jìn)入磁場P1到剛 6 kg,電荷量q=1.6×10 C,以速度v=3.2×10 m/s,630° （2）3.3×10 s 2.7 cm 11.如圖所示為置于真空中的實(shí)驗(yàn)裝置.質(zhì)量為m、電荷量為e、初速度為0的電子在加速電壓為U的加速電 離開磁場P2兩點(diǎn)間的距離為d.試求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.答案 2m2eU edm12.如圖所示,在坐標(biāo)系Oxy的第一象限中存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E.在其他象限中存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面向里.A是y軸上的一點(diǎn),它到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為h;C是x軸上的一點(diǎn),到O的距離為l.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點(diǎn)進(jìn)入電場區(qū)域,繼而通過C點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域,并再次通過A點(diǎn),此時速度方向與y軸正方向成銳角.不計(jì)重力作用.試求： （1）粒子經(jīng)過C點(diǎn)時速度的大小和方向.（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B.答案（1）（2）qE(4h2?l2)2h,與x軸的夾角為arctan 2mhllh2?l22mhE q第三篇：磁場--2011屆高三物理教案及練習(xí)題
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