2014屆江蘇職高對口單招物理模擬考試題03(含答案)專題：電磁感應(yīng)一一功能問題.分析：(1)已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率第Lks齒⑴t，由法拉第電磁感應(yīng)定律求得感應(yīng)電動勢瞬時表達(dá)式，由歐姆定律求得感應(yīng)電流瞬時表達(dá)式，得到感應(yīng)電流的最大值Im.由于交變電流是正弦式的，所以感應(yīng)電流的有效值I=Am.(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系式為B=kt,回路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，CD棒所受的安培力均勻增大，當(dāng)安培力等于最大靜摩擦力時，棒剛要運(yùn)動.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律得到安培力與時間的關(guān)系式，由安培力等于最大靜摩擦力求出時間，由焦耳定律求Q.(3)先推導(dǎo)出安培力與時間的關(guān)系式，根據(jù)牛頓第二定律外力F與時間的關(guān)系式，作出圖象，圖象的“面積”等于外力的沖量，即可由幾何知識求得沖量I.解答：解：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律回路中的感應(yīng)電動勢e=-^1-=k1L12sin^t所以，電動勢的最大值Em=klJ2由閉合電路歐姆定律.二^二上祟由于交變電流是正弦式的，所以感應(yīng)電流的有效值I苧m(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的感應(yīng)電動勢E=l1l2-^^=k].1l2根據(jù)閉合電路歐姆定律1=|上興CD桿受到的安培力F/BH[J；112t當(dāng)CD桿將要開始運(yùn)動時，滿足：FA=fm由上式解得：CD棒運(yùn)動之前，產(chǎn)生電流的時間t二？7由工所以，在時間t內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt=fml2(3)CD棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Bl1V

IKB11at時刻t的感應(yīng)電流lj=---CD棒在加速過程中，根據(jù)由牛頓第二定律F-BI11=ma解得：F=rL+=根據(jù)上式，可得到外力F隨時間變化的圖象如圖所示，由圖象面積可知：經(jīng)過時間t0,外力F的沖量I遙［+同tQ解得：答：(1)答：(1)回路中感應(yīng)電流的有效值I為(2)從t=0到CD棒剛要運(yùn)動，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為fm12;(3)在圖2中定性畫出外力F隨時間t變化的圖象如圖所示，經(jīng)過時間t0,外力F的沖量大小I的沖量大小I為華+mato點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)與交變電流、力學(xué)、電路等多個知識的綜合，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求感應(yīng)電流是基本的思路．對于涉及棒的運(yùn)動問題，安培力的推導(dǎo)是關(guān)鍵．12.(20分).如圖1所示，M、N為豎直放置的平行金屬板，兩板間所加電壓為U0,S「S2為板上正對的小孔.金屬板P和Q水平放置在N板右側(cè)，關(guān)于小孔SrS2所在直線對稱，兩板的長度和兩板間的距離均為1；距金屬板P和Q右邊緣l處有一熒光屏，熒光屏垂直于金屬板P和Q；取屏上與SrS2共線的O點(diǎn)為原點(diǎn)，向上為正方向建立x軸.M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入M、N兩板間.電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,初速度可以忽略.不計電子重力和電子之間的相互作用.(1)求電子到達(dá)小孔S2時的速度大小v；(2)若板P、Q間只存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，電子剛好經(jīng)過P板的右邊緣后，打在熒光屏上.求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B和電子打在熒光屏上的位置坐標(biāo)x；

(3)若金屬板P和Q間只存在電場，P、Q兩板間電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖2所示，單位時間內(nèi)從小孔S1進(jìn)入的電子個數(shù)為N.電子打在熒光屏上形成一條亮線.忽略電場變化產(chǎn)生的磁場；可以認(rèn)為每個電子在板P和Q間運(yùn)動過程中，兩板間的電壓恒定.a.試分析在一個周期(即2t0時間)內(nèi)單位長度亮線上的電子個數(shù)是否相同.b.若在一個周期內(nèi)單位長度亮線上的電子個數(shù)相同，求2t0時間內(nèi)打到單位長度亮線上的電子個數(shù)n；若不相同，試通過計算說明電子在熒光屏上的分布規(guī)律.考點(diǎn)：帶電粒子在混合場中的運(yùn)動；牛頓第二定律；向心力；動能定理的應(yīng)用；帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動.專題：帶電粒子在電場中的運(yùn)動專題.分析：(1)電子在加速電場中，電場力做正功，根據(jù)動能定理求電子到達(dá)小孔S2時的速度大小v；(2)電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，畫出軌跡，由幾何知識求出軌跡半徑，由牛頓第二定律求磁感應(yīng)強(qiáng)度B.電子離開磁場后做勻速運(yùn)動，由幾何關(guān)系求x；(3)電子在電場中做類平拋運(yùn)動，運(yùn)用運(yùn)動的分解，由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合求得離開電場時偏轉(zhuǎn)的距離x1.電子在偏轉(zhuǎn)電場外做勻速直線運(yùn)動，也運(yùn)用運(yùn)動的分解求出電子打在熒光屏上的位置坐標(biāo)x.對于有電子穿過P、Q間的時間內(nèi)進(jìn)行討論，在任意At時間內(nèi)，P、Q間電壓變化Au相等，在任意At時間內(nèi)，亮線長度△*相等.所以在一個周期內(nèi)單位長度亮線上的電子個數(shù)相同.根據(jù)電子在P、Q電場中的側(cè)移量，求出偏轉(zhuǎn)電壓u再求出電子打在熒光屏上的最大側(cè)移量，求出亮線的長度，即可求得單位長度亮線上的電子數(shù).出①m解答：出①m解：(1)根據(jù)動能定理已9口Jin*編得:(2)電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)圓運(yùn)動半徑為R,在磁場中運(yùn)動軌跡如圖1,由幾何關(guān)系(R- ,解得：R=-1l

解得：R=-1l由此可知：K2電子離開磁場后做勻速運(yùn)動，滿足幾何關(guān)系：通過上式解得坐標(biāo)(3)由此可知：K2電子離開磁場后做勻速運(yùn)動，滿足幾何關(guān)系：通過上式解得坐標(biāo)(3)a.設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場PQ中的運(yùn)動時間為t1,PQ間的電壓為u垂直電場方向：l=vt1②平行電場方向：町mt，③此過程中電子的加速度大小且等④ml①、②、③、④聯(lián)立得：叼中上電子出偏轉(zhuǎn)電場時，在x方向的速度vx=at1⑤電子在偏轉(zhuǎn)電場外做勻速直線運(yùn)動，設(shè)經(jīng)時間t2到達(dá)熒光屏.則水平方向：l=vt2⑥豎直方向：x2=vxt2⑦①、⑤、⑥、⑦聯(lián)立，解得：H2=^4電子打在熒光屏上的位置坐標(biāo)2U口31對于有電子穿過P、Q間的時間內(nèi)進(jìn)行討論:圖I由圖2可知，在任意At時間內(nèi)圖2P、Q間電壓變化^u相等.?1由⑧式可知，打在熒光屏上的電子形成的亮線長度△篁=^昔-△口.4U口所以，在任意At時間內(nèi)，亮線長度^x相等.由題意可知，在任意At時間內(nèi)，射出的電子個數(shù)是相同的.也就是說，在任意At時間內(nèi)，射出的電子都分布在相等的亮線長度^x范圍內(nèi).因此，在一個周期內(nèi)單位長度亮線上的電子個數(shù)相同．b.現(xiàn)討論2t0時間內(nèi)，打到單位長度亮線上的電子個數(shù)：當(dāng)電子在P、Q電場中的側(cè)移量x1=￡時，由叼得：u=2U)當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓在0?±2U0之間時，射入P、Q間的電子可打在熒光屏上.2 4t口由圖2可知，一個周期內(nèi)電子能從P、Q電場射出的時間。 lJ4Nt0所以，一個周期內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)Nt。2由⑧式，電子打在熒光屏上的最大側(cè)移量。好亮線長度L=2xm=3l所以，從0?2to時間內(nèi)，單位長度亮線上的電子數(shù)答：l'2eUn(1)電子到達(dá)小孔S2時的速度大小v為'——^；vm _ 412mUn . . .11(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B是白■——