高二物理寒假补充作业.docx

高二物理寒假补充作业
作业要求：做在纸上，写清题号，画好图，开学后和之前的寒假作业一起交。

1.如图(a)所示，A、B为两块平行金属板，极板间电压为 U＝1 125 V，板中央有小孔O和O′.现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入A、B之间．在B板右侧，平行金属板M、N长L1＝4×10－2 m，板间距离d＝4×10－3 m，在距离M、N右侧边缘L2＝0.1 m处有一荧光屏P，当M、N之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过，打在荧光屏上的O″并发出荧光．现给金属板M、N之间加一个如图(b)所示的变化电压UNM，已知电子质量为me＝9.0×10－31 kg，电量为 e＝1.6×10－19 C.

(1)每个电子从B板上的小孔O′射出时的速度多大？
(2)电子打在荧光屏上的范围是多少？

2.如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止。重力加速度用g表示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：
(1)电场强度的大小E；
(2)将电场强度减小为原来的时，物块加速度的大小a；
(3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能Ek。

3.如图所示，虚线MN左侧有一电场强度为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏，现将一电子(电荷量为e，质量为m，重力不计)无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：

(1)电子从释放到打到屏上所用的时间；
(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tan θ；
(3)电子打到屏上P′点到O点的距离x。

4.如图所示，在xOy平面内x 轴上方有垂直xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴下方有与x轴正方向成30°角的匀强电场。一质量为m，电荷量为－q的粒子(不计重力)，从x轴上的M点以某初速度与x轴正方向成θ角垂直射入磁场，其运动轨迹恰好垂直经过y轴上的N点(图中N点未画出)，粒子经磁场后恰好平行电场线进入电场，第一次在电场中运动最远恰好到达y轴，已知M点的坐标为M(a，0)，求：
(1)粒子初速度的大小和N点的坐标；
(2)匀强电场的电场强度大小；
(3)粒子进入磁场后到第三次经过x轴负半轴所用的时间t。

5.如图所示，xOy坐标系位于竖直平面内，在x＜0的区域内存在电场强度大小(g为重力加速度)、方向沿y轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场；在x＞0的区域内存在电场强度大小E2＝2E1、方向沿y轴正方向的匀强电场。某时刻，在第三象限的N(，)点以大小为v0的初速度沿x轴负方向射出质量为m、带电荷量为＋q的小球甲，小球甲从y轴上的P点（图中未画出）进入y轴右侧的电场，最终恰好以沿x轴正方向的速度经过x轴上的Q1点（图中未画出）。小球所带的电荷量不影响电场的空间分布。（结果均用B、m、q、v0四个物理量中的量表示）
(1)求P点到O点的距离；
(2)求E1和B大小的比值；

6.如图1所示，OP、OQ是夹角为60°的两光滑固定金属导轨，O是它们的交点且接触良好，两导轨处在同一水平面内，并置于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小随时间的变化关系如图2所示。导体棒ab与导轨围成等边三角形，且始终接触良好，并在垂直导体棒的拉力F作用下在0～s内保持静止，t＝s时导体棒从图示位置开始沿导轨以速度v＝3 m/s向右匀速运动。已知每米长的导轨和导体棒的电阻均为r＝2 Ω，开始时导体棒与O点的距离x＝m。求：
(1)导体棒ab静止时通过的电流大小和方向；
(2)导体棒沿导轨运动过程中，拉力F与时间t的关系式。

7．如图甲所示，导体框架abcd水平固定放置，ab平行于dc且bc边长L＝0.20 m，框架上有定值电阻R＝9 Ω(其余电阻不计)，导体框处于磁感应强度大小B1＝1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中。有一匝数n＝300匝、面积S＝0.01 m2、电阻r＝1 Ω的线圈，通过导线和开关K与导体框架相连，线圈内充满沿其轴线方向的匀强磁场，其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示。B1与B2互不影响。

(1)求0～0.10 s线圈中的感应电动势大小E；
(2)t＝0.22 s时刻闭合开关K，若bc边所受安培力方向竖直向上，判断bc边中电流的方向，并求此时其所受安培力的大小F；
(3)从t＝0时刻起闭合开关K，求0.25 s内电阻R中产生的焦耳热Q。

8．如图，磁感应强度大小为B的匀强磁场中有一固定金属线框PMNQ，线框平面与磁感线垂直，线框宽度为L。导体棒CD垂直放置在线框上，并以垂直于棒的速度v向右匀速运动，运动过程中导体棒与金属线框保持良好接触。
(1)根据法拉第电磁感应定律E＝，推导MNCDM回路中的感应电动势E＝BLv；
(2)已知B＝0.2 T，L＝0.4 m，v＝5 m/s，导体棒接入电路中的有效电阻R＝0.5 Ω，金属线框电阻不计，求：
①导体棒所受到的安培力大小和方向；
②回路中的电功率。

9．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100 匝，转速为r/min，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.03 Wb。
(1)则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？
(2)当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为多少？

10．如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈的长l1＝0.50 m，宽l2＝0.40 m，匝数N＝20匝，线圈总电阻r＝0.10 Ω，磁场的磁感强度B＝0.10 T。线圈绕OO′轴以ω＝50 rad/s的角速度转动，线圈两端外接一个R＝9.9 Ω的电阻和一块内阻不计的交流电流表。求：
(1)电流表的读数；
(2)线圈转过一周的过程中，整个回路中产生的焦耳热；
(3)由图示位置转过90°的过程中，通过R的电量。

11.如图2甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距l＝0.6 m，两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表V，电阻为r＝2 Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R2，已知R1＝2 Ω，R2＝1 Ω，导轨及导线电阻均不计.在矩形区域CDFE内有竖直向上的磁场，CE＝0.2 m，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力F，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变.求：

图2
(1)t＝0.1 s时电压表的示数；
(2)恒力F的大小；
(3)从t＝0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量.

12.如图1甲所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为α，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B.金属导轨的上端与开关S、阻值为R1的定值电阻和电阻箱R2相连，不计一切摩擦，不计导轨、导线、金属棒的电阻，重力加速度为g.现在闭合开关S，将金属棒由静止释放.

图1
(1)判断金属棒ab中电流的方向；
(2)若电阻箱R2接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q；
(3)当B＝0.40 T、L＝0.50 m、α＝37°时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图乙所示，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求R1的大小和金属棒的质量m.