高二物理复习试题(10)
（1）粒子在电场中自S1至S2做匀速直线运动；自S2至进入磁场前做匀速直线运动；进入磁场后做匀速圆周运动；离开磁场至荧光屏做匀速直线运动． （4分）
（2）设粒子的质量为m，电荷量为q，垂直打在荧光屏上的P点时的速度为 ，粒子垂直打在荧光屏上，说明粒子在磁场中的运动是四分之一圆周，运动半径r1=R，如图所示 （2分）
根据牛顿第二定律 （2分）
依题意 （1分）
解得 （2分）
（3）设粒子在磁场中运动轨道半径为r2，偏转角为2 ，粒子射出磁场时的方向与竖直方向夹角为 ，粒子打到 Q点时的轨迹如图所示，由几何关系可知 （2分）
（2分）
设此时A、K两极板间的电压为U，粒子离开S2时的速度为 ，根据牛顿第二定律 （2分）
（2分） （2分）
位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨，左端串接一电阻R=7.5Ω，金属导轨在外力控制下始终以速度v1=2m/s向右匀速运动，导轨电阻不计。如图所示，虚线PQ右侧区域有重直水平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。由于导轨足够长，电阻R始终未进入磁场区域。一质量为m=0.1kg，电阻r=0.5Ω，长度也是L的金属棒，自PQ处以水平向右的初速度v2=4m/s滑上金属导轨，金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2，且运动过程中始终与导轨垂直接触。金属棒滑上导轨后，经t=0.2s，速度恰好与导轨速度相同，此过程中因摩擦产生热量Q=0.08J。之后，金属棒继续运动，当其速度刚好稳定时，金属棒的总位移s=1.74m。重力加速度g=10m/s2，求：
（1）金属棒最终稳定时速度的大小；
（2）当金属棒速度v=3.2m/s时加速度的大小；
（3）自金属棒滑上导轨至刚好稳定时整个电路中消耗的电能。
（1）金属棒最后匀速运动，设速度为v3
①
②
③
金属棒做匀速运动 ④
可得v3=1.6m/s ⑤
（2）当金属棒速度v=3.2m/s时，可推出
⑥
由牛顿第二定律
⑦
a=6m/s2 ⑧
（3）设金属棒从滑上导轨到与导轨速度相同的过程中，导轨的位移为s1，棒的位移为s2，
摩擦生热 ⑨
导轨位移 ⑩
金属棒速度由v1减小到v3的过程中位移为s3=s—s2 （11）
由动能定理
（12）
由功能关系
E=—W安
可得：E电=0.7J （14分）
评分标准：①②③⑤⑧⑨⑩（11）（13）（14）各1分，④⑥⑦（12）各2分。其他方法正确也给分。
（19分）
如图所示，两根电阻不计，间距为l的水平放置的平行金属导轨，一端接有阻值为R的电阻，导轨上垂直搁置一根质量为m、电阻为r的金属棒，整个装置处于竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中。现给金属棒放一冲量，使它以初速v0向左滑行．设棒与导轨间的动摩擦因数为 ，金属棒从开始运动到停止的整个过程中，通过电阻R的电量为q．（导轨足够长）
求：（1）金属棒沿导轨滑行的距离；
（2）在运动的整个过程中消耗的电能．
24．（19分）解：（1）设滑行的距离为L
由法拉第电磁感应有
① …………3分
而由电流定义有 ② ………………3分
由闭合电路的欧姆定律得 ③ …………3分
由①②③解得 ………………3分
（2）由功能原理得
④………………3分
而 ⑤ ………………3分
