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如圖甲所示，固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌，間距d=0.5m，導(dǎo)軌右端連接一阻值為R=4Ω的小燈泡L．在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化如圖乙所示，CF長(zhǎng)為2m．在t=0時(shí)刻，電阻為r=1Ω的金屬棒ab在水平恒力F=0.2N作用下，由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，t=4s時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)，并恰好能夠勻速運(yùn)動(dòng)．求：
（1）0-4s內(nèi)通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度；
（2）金屬棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的速度；
（3）金屬棒的質(zhì)量．

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如圖甲所示，固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌，間距，導(dǎo)軌右端連接一阻值為的小燈泡L。在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化如圖乙所示，CF長(zhǎng)為2m。在時(shí)刻，電阻為的金屬棒ab在水平恒力F作用下，由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)。金屬棒從圖中位置運(yùn)動(dòng)到EF位置的整個(gè)過(guò)程中，小燈泡的亮度始終沒(méi)有發(fā)生變化。求：
   （1）通過(guò)小燈泡的電流強(qiáng)度；
   （2）恒力F的大��；
   （3）金屬棒的質(zhì)量。

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選擇題（本題包括8小題。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）

題號(hào)

14

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16

17

18

19

20

21

答案

A

C

BC

B

AD

A

ACD

BD

非選擇題

22（共18分）（1）D   

（2）A、1．010

Ｂ、①如圖所示（4分）

② 見(jiàn)圖（4分）

③ ，I₁、I₂分別為電流表A₁、A₂的讀數(shù)，r₂為電流表A₂的內(nèi)阻。（4分）

23.（16分）(1)設(shè)月球表面的重力加速度為g，小球從h高處下落到月球表面的時(shí)間為t，有

h=gt²/2                                                 ①  (2分)

L=v₀t                                                   ②  (2分)

由以上兩式解得:g=2hv₀²/L²                                ③  (2分)

繞月球表面飛行的衛(wèi)星的發(fā)射速度近似等于衛(wèi)星的環(huán)繞速度，有

mv²/R=mg                                                ④  (2分)

由③④解得:v=                                       (2分)

(2)由向心力公式有GMm/R²=mg                              ⑤  (2分)

又ρ=M/V，V=4πR³/3                                 　　    ⑥  (2分)

由③⑤⑥式解得:ρ=3hv₀²/(2πGRL²)                        ⑦  (2分)

24．（18分）解（1）金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)，電路總電阻  ① （2分）

回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：V      ②   （2分）

燈炮中的電流強(qiáng)度為：A             ③   （2分）

（2）因燈泡亮度不變，故在s末金屬棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，且做勻速運(yùn)動(dòng)，

此時(shí)金屬棒中的電流強(qiáng)度：A            ④    （2分）

恒力大�。�N                   ⑤    （2分）

（3）因燈泡亮度不變，金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：V   ⑥ （2分）

金屬棒在磁場(chǎng)中的速度：m/s                      ⑦ （2分）

金屬棒未進(jìn)入磁場(chǎng)的加速度為：m/s²               ⑧ （2分）

金屬棒的質(zhì)量：kg                                ⑨ （2分）

25、（20分）解：（1）粒子自P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，從O₁點(diǎn)水平飛出磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)的半徑必為b，則

                                             ①（2分）

解得                                          ②（2分）

（2）粒子自O(shè)₁點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，最后恰好從N板的邊緣平行飛出，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則

2R＝v₀t                                                      ③（2分）

 t＝nT（n＝1，2，…）                                         ④（2分）

                                       ⑤（4分）

解得    （n＝1，2，…）       ⑥（2分）

 （n＝1，2，…）       ⑦（2分）

（3）當(dāng)t=粒子以速度v₀沿O₂O₁射入電場(chǎng)時(shí)，則該粒子恰好從M板邊緣以平行于極板的

速度射入磁場(chǎng)，且進(jìn)入磁場(chǎng)的速度仍為v₀，運(yùn)動(dòng)的軌道半徑仍為R．         ⑧（2分）

設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)的點(diǎn)為Q，離開(kāi)磁場(chǎng)的點(diǎn)為O₄，圓心為O₃，如圖所示，四邊形OQ O₃O₄是菱形，故O O₄∥ QO₃． 所以P、O、O₄三點(diǎn)共線，即PO O₄為圓的直徑．即P O₄間的距離為2R．   

  ⑨（2分）