如圖所示，半徑為L₁=2m的金屬圓環(huán)內(nèi)上、下兩部分各有垂直圓環(huán)平面的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B₁=T．長度也為L₁、電阻為R的金屬桿ab，一端處于圓環(huán)中心，另一端恰好搭接在金屬環(huán)上，繞著a端做逆時(shí)針方向的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω=rad/s．通過導(dǎo)線將金屬桿的a端和金屬環(huán)連接到圖示的電路中（連接a端的導(dǎo)線與圓環(huán)不接觸，圖中的定值電阻R₁=R，滑片P位于R₂的正中央，R₂=4R），圖中的平行板長度為L₂=2m，寬度為d=2m．當(dāng)金屬桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，在平行板左邊緣中央處剛好有一帶電粒子以初速度v_o=0.5m/s向右運(yùn)動(dòng)，并恰好能從平行板的右邊緣飛出，之后進(jìn)入到有界勻強(qiáng)磁場中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B₂=2T，左邊界為圖中的虛線位置，右側(cè)及上下范圍均足夠大．（忽略金屬桿與圓環(huán)的接觸電阻、圓環(huán)電阻及導(dǎo)線電阻，忽略電容器的充放電時(shí)間，忽略帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)的電磁輻射等影響，不計(jì)平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及帶電粒子的重力和空氣阻力．提示：導(dǎo)體棒以某一端點(diǎn)為圓心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割勻強(qiáng)磁場時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E=）試分析下列問題：
（1）從圖示位置開始金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)半周期的時(shí)間內(nèi)，兩極板間的電勢差U_MN；
（2）帶電粒子飛出電場時(shí)的速度方向與初速度方向的夾角θ；
（3）帶電粒子在電磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t_總．

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如圖所示，交流發(fā)電機(jī)線圈的面積為0.05 m²，共100匝．該線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為T的勻強(qiáng)磁場中，以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R₁和R₂的阻值均為50 Ω，線圈的內(nèi)阻忽略不計(jì)，若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則

[　　]

A．線圈中的電動(dòng)勢為e＝50sin10πtV

B．電流表的示數(shù)為A

C．電壓表的示數(shù)為50V

D．R₁上消耗的電功率為50 W

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題號

1

2

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12

答案

C

D

C

ACD

D

A

B

D

BCD

ACD

BD

AC

13.(1) ①從該時(shí)刻經(jīng)，質(zhì)點(diǎn)M恰經(jīng)過平衡位置，所以位移為0。②該時(shí)刻。振動(dòng)增強(qiáng)的點(diǎn)是：M、O、P、Q；振動(dòng)減弱的點(diǎn)是：N。  (2) C

14．（10分）（1）a.干電池正常；b.電鍵正常；c.閉合天關(guān)關(guān)回路是連通的，沒有斷路之處。（3分）（每答對一點(diǎn)得1分）；

   （2）ACF（3分）  （有一處錯(cuò)誤即不給分）

   （3）由于燈絲的電阻率隨溫度的升高而增大，歐姆表測出的小燈泡電阻值是常溫下的電阻值，而根據(jù)公式計(jì)算出的小燈泡電阻值是高溫下（正常工作）的電阻值。（3分，每答對一點(diǎn)得1分）      （4）H（3分）

15. （10分）（1）刻度尺;   （1分）

（2）把木板的末端墊起適當(dāng)高度

以平衡摩擦力 （2分）

（3）點(diǎn)距均勻(1分)

（4）2W、3W、4W、5W(2分)

（5）v²（1分）；圖像 (2分)

（6）分析誤差來源或改進(jìn)試驗(yàn)

方案或測量手段，重新進(jìn)行試驗(yàn)（1分）；

若答：“修改試驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，

使之符合自己的推測”得0分；

16.（1）分析：要求了解光電效應(yīng)的規(guī)律及光子說理論。

解答：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得：

=W+m                 ∴=1.9+1.0=2.9eV=2.9×1.6×10^―19J

∴λ==4.3×10^―7 m

 (2)評析:（1） 輸電線的電阻為：      ①        

P_損=P₁×4%                                           ②        

P_損=I² R                                              ③     

P₂=P₁                                                 ④     

P₂=I₂U₂                                               ⑤      

由①②③④⑤式得升壓變壓器的輸出電壓：U₂=80000V      ⑥     

(2)  輸電線上的電壓的損失：U_損=I₂R=3200V              ⑦  

17．（14分）分析和解：（1）帶電粒子經(jīng)過電場加速，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理

   　　　…………………①（1分）

進(jìn)入磁場后帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r

………………②（2分）

   打到H點(diǎn)有　　　　………………………③（1分）

由①②③得　…………(1分)

（2）要保證所有粒子都不能打到MN邊界上，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)偏角小于90°，臨界狀態(tài)為90°，如圖所示，磁場區(qū)半徑

　　　　　　　　　　　�。�2分）

　所以磁場區(qū)域半徑滿足　　�。�1分）

18．(14分) 解：（1）設(shè)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小為v_B，由機(jī)械能守恒得：

            （1分）

        求得：v_B=10m/s.        （1分）

（2）設(shè)小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度為v_C，對軌道的壓力為N，則軌道對小球的壓力N’=N，根據(jù)牛頓第二定律可得：

 N’－mg =     （2分）

由機(jī)械能守恒得：

     （2分）

由以上兩式及N’= N求得：N = 43N.      （2分）

（3）設(shè)小球受到的阻力為f，到達(dá)S點(diǎn)的速度為v_S，在此過程中阻力所做的功為W，易知v_D= v_B，由動(dòng)能定理可得：

    （2分）

求得W=－68J. （2分）

小球從D點(diǎn)拋出后在阻力場區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡不是拋物線．（2分）

19.（16分） （1）由題意可知：板1為正極，板2為負(fù)極                  ①

　　兩板間的電壓U＝                   　　 ②

而：S＝πr²　　　　　　　　　　　　　 　 �、�

帶電液滴受的電場力：F＝qE=　　　　　　　　　　 　　 ④

故：F－mg＝－mg＝ma

a=－g                                            　�、�

討論：

一．若　a>0

液滴向上偏轉(zhuǎn)，做類似平拋運(yùn)動(dòng)

y＝ 　　　　　　　　　　　　　　　　�、�

當(dāng)液滴剛好能射出時(shí)：

有　l＝v₀t   t＝　　y＝d　

故　d=                        　�、�

由②③⑦得　　K₁＝    ⑧

 要使液滴能射出，必須滿足　y<d    故　K＜K₁

二．若　a＝0

液滴不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)　a=－g＝0　　　�、�

由②③⑨得　K₂＝　　　　　　　　　　　　　　　　　�、�

液滴能射出，必須滿足K＝K₂

三．若　a<0,、，液滴將被吸附在板2上。

綜上所述：液滴能射出，