的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。
⑴求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;⑵当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;⑶导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q。
B
a
R
v0
θ
b
θ
16.(18分)如图(甲)所示,在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场,右侧有一个以点(3L,0)为圆心、半径为L的圆形区域,圆形区域与x轴的交点分别为M、
N。现有一质量为m,带电量为e的电子,从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场,
飞出电场后从M点进入圆形区域,速度方向与x轴夹角为30°。此时在圆形区域加如图(乙)所示周期性变化的磁场(磁场从t0时刻开始变化,且以垂直于纸面向外为磁场正方向),
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f最后电子运动一段时间后从N点飞出,速度方向与x轴夹角也为30°。求:
(1)电子进入圆形磁场区域时的速度大小(请作出电子飞行的轨迹图);(2)0≤x≤L区域内匀强电场场强E的大小;(3)写出圆形磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式。
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f江苏省启东中学20152016学年度第一学期期中考试高二年级物理(选修)答案一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分,每题只有一个选项是正确的)
1、D
2、C
3、D
4、B
5、C
6、B
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分.每小题至少有2个选项是正确的,少选得2分,不选或错选得零分)
7、AB
8、ABC
9、AD
10、AC
11、CD
三、实验题(本题共4个填空,每一空3分,共12分,请将解答填写在答题纸相应的位置)
12、1偏向正极2S极3向上
4顺时针
四、论述计算题(本题共4小题,共64分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)
13、(15分)⑴如图所示
⑵根据共点力平衡条件可知,磁场对导体棒的安培力的大小Fmgta
α.
⑶要使磁感应强度最小,则要求安培力最小.根据受力情况可知,最小安培力Fmi
mgsi
α,方向平行于轨道斜向上,
所以最小磁感应强r