DOC《昌平区2018年高三年级模拟练习（二）》

(2)开始运动时小球的线速度大小v;

(3)小球从开始运动到停止运动的过程中克服空气阻力所做的功Wf. 23.(18分) 带电粒子的电量与质量的比值(e/m)称为比荷.汤姆生当年用来测定电子比荷的实验装置如图9所示.真空玻璃管内的阴极K发出的电子经过加速电压加速后,形成细细的一束电子流.当极板C、D间不加偏转电压时,电子束将打在荧光屏上的O点;

若在C、D间加上电压U,则电子束将打在荧光屏上的P点,P点与O点的竖直距离为h;

若再在C、D极板间加一方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,电子束又重新打在了O点.已知极板C、D的长度为L1,C、D间的距离为d,极板右端到荧光屏的距离为L2.不计电子重力影响. (1)求电子打在荧光屏O点时速度的大小;

(2)a.推导出电子比荷的表达式(结果用题中给定的已知量的字母表示);

b.若L1=5.00cm,d=1.50cm,L2=10.00cm,偏转电压U=200V,磁感应强度 B=6.3*10-4T,h=3.0cm.估算电子比荷的数量级. (3)上述实验中,未记录阴极K与阳极A之间的加速电压U0,若忽略电子由阴极K逸出时的速度大小,根据上述实验数据能否估算出U0的值?并说明理由. 24.(20分) 导体切割磁感线,将产生感应电动势;

若电路闭合,将形成感应电流;

电流是由于电荷的定向移动而形成的.我们知道,电容器充电、放电过程也将会形成短时电流. 我们来看,如图10所示的情景: 两根无限长、光滑的平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内,相距为L.质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好.整个装置处于竖直向下匀强磁场中,磁感应强度大小为B.不计导轨及导体棒的电阻.现对导体棒ab施一水平向右的恒力F,使导体棒由静止开始沿导轨向右运动. (1)若轨道端点M、P间接有阻值为R的电阻, a.求导体棒ab能达到的最大速度vm;

b.导体棒ab达到最大速度后,撤去力F.求撤去力F后,电阻R产生的焦耳热Q. (2)若轨道端点M、P间接一电容器,其电容为C,击穿电压为U0,t=0时刻电容器带电量为0. a.证明:在给电容器充电过程中,导体棒ab做匀加速直线运动;

b.求导体棒ab运动多长时间电容器可能会被击穿? 参考答案 13.A 14.B 15.C 16.D 17.A 18.D 19.C 20.B 21.(18分) (1)①A (3分) ②F'

(3分) (2)①a c (4分) ②灯丝的电阻随温度的升高而增大 0.33 (5分) ③B (3分) 22.(16分) (1)小球在竖直方向上处于平衡状态,则有 (2分) 水平方向上有 (2分) 所以 (1分) (2)在很短的一段时间内,小球的运动可近似看成匀速圆周运动,则有 (2分) (2分) 所以 (2分) (3)取小球停止运动的位置为势能零点,根据功能关系有 (3分) 所以 (2分) 23.(18分) (1)加上磁场后,电子做匀速直线运动,有(1分) (1分) 所以 (2分) (2)a.电子在水平方向做匀速运动, 有(1分) 电子在竖直方向做匀加速运动,加速度 (1分) 偏转距离 (1分) 离开极板区域时竖直方向的分速度为vy=at1 (1分) 电子离开极板区域后做匀速直线运动,经t2时间到达荧光屏, (1分) 在时间t2内竖直方向上运动的距离为y2 = vy t2 (1分) 则h= y1 + y2 (1分) 所以 (2分) b.代入数据知,电子比荷的数量级为1011(C/kg) (2分) (3)能. (1分) 由动能定理,已知v和e/m,可求U0. (2分) 24.(20分) (1)a.导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势 (1分) 感应电流 (1分) 导体棒ab所受安培力 (1分) 当拉力F与安培力FA大小相等时,导体棒ab速度最大. 即(1分) 最大速度 (2分) b.撤去力F后,导体棒ab在安培力的作用下做减速运动,直到速度为零.根据能量转化与守恒定律,导体棒的动能全部转化为电阻R上的焦耳热. (2分) (2分) (2)a.ab棒在外力F的作用下,由静止开始向右运动,对电容器充电,形成电流I, ab棒所受安培力,方向水平向左 ab棒运动的加速度为 (2分) 电容器两端的电压,,