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某種小發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示，永久磁體的內(nèi)側(cè)為半圓柱面形狀，它與共軸的圓柱形鐵芯間的縫隙中存在輻向分布、大小近似均勻的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．磁極間的缺口很小，可忽略．如圖2所示，單匝矩形導(dǎo)線框abcd繞在鐵芯上構(gòu)成轉(zhuǎn)子，ab=cd=0.4m，bc=0.2m．鐵芯的軸線OO′在線框所在平面內(nèi)，線框可隨鐵芯繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)．將線框的兩個(gè)端點(diǎn)M、N接入圖中裝置A，在線框轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，裝置A能使端點(diǎn)M始終與P相連，而端點(diǎn)N始終與Q相連．現(xiàn)使轉(zhuǎn)子以ω=200π rad/s角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．在圖1中看，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針的，設(shè)線框經(jīng)過圖1位置時(shí)t=0．（取π=3）
（1）求t=

1

400

s時(shí)刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
（2）在圖3給出的坐標(biāo)平面內(nèi)，畫出P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)差U_PQ隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線（要求標(biāo)出橫、縱坐標(biāo)標(biāo)度，至少畫出一個(gè)周期）；
（3）如圖4所示為豎直放置的兩塊平行金屬板X、Y，兩板間距d=0.17m．將電壓U_PQ加在兩板上，P與X相連，Q與Y相連．將一個(gè)質(zhì)量m=2.4×10^-12kg，電量q=+1.7×10^-10C的帶電粒子，在t₀=6.00×10^-3s時(shí)刻，從緊臨X板處無初速釋放．求粒子從X板運(yùn)動(dòng)到Y(jié)板經(jīng)歷的時(shí)間．（不計(jì)粒子重力）

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某種小發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示，永久磁體的內(nèi)側(cè)為半圓柱面形狀，它與共軸的圓柱形鐵芯間的縫隙中存在輻向分布、大小近似均勻的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．磁極間的缺口很小，可忽略．如圖2所示，單匝矩形導(dǎo)線框abcd繞在鐵芯上構(gòu)成轉(zhuǎn)子，ab=cd=0.4m，bc=0.2m．鐵芯的軸線OO′在線框所在平面內(nèi)，線框可隨鐵芯繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)．將線框的兩個(gè)端點(diǎn)M、N接入圖中裝置A，在線框轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，裝置A能使端點(diǎn)M始終與P相連，而端點(diǎn)N始終與Q相連．現(xiàn)使轉(zhuǎn)子以ω=200π rad/s角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．在圖1中看，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針的，設(shè)線框經(jīng)過圖1位置時(shí)t=0．（取π=3）
（1）求t=

1

400

s時(shí)刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
（2）在圖3給出的坐標(biāo)平面內(nèi)，畫出P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)差U_PQ隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線（要求標(biāo)出橫、縱坐標(biāo)標(biāo)度，至少畫出一個(gè)周期）；
（3）如圖4所示為豎直放置的兩塊平行金屬板X、Y，兩板間距d=0.17m．將電壓U_PQ加在兩板上，P與X相連，Q與Y相連．將一個(gè)質(zhì)量m=2.4×10^-12kg，電量q=+1.7×10^-10C的帶電粒子，在t₀=6.00×10^-3s時(shí)刻，從緊臨X板處無初速釋放．求粒子從X板運(yùn)動(dòng)到Y(jié)板經(jīng)歷的時(shí)間．（不計(jì)粒子重力）

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某種小發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示，永久磁體的內(nèi)側(cè)為半圓柱面形狀，它與共軸的圓柱形鐵芯間的縫隙中存在輻向分布、大小近似均勻的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．磁極間的缺口很小，可忽略．如圖2所示，單匝矩形導(dǎo)線框abcd繞在鐵芯上構(gòu)成轉(zhuǎn)子，ab=cd=0.4m，bc=0.2m．鐵芯的軸線OO′在線框所在平面內(nèi)，線框可隨鐵芯繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)．將線框的兩個(gè)端點(diǎn)M、N接入圖中裝置A，在線框轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，裝置A能使端點(diǎn)M始終與P相連，而端點(diǎn)N始終與Q相連．現(xiàn)使轉(zhuǎn)子以ω=200π rad/s角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．在圖1中看，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針的，設(shè)線框經(jīng)過圖1位置時(shí)t=0．（取π=3）
（1）求t=s時(shí)刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
（2）在圖3給出的坐標(biāo)平面內(nèi)，畫出P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)差U_PQ隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線（要求標(biāo)出橫、縱坐標(biāo)標(biāo)度，至少畫出一個(gè)周期）；
（3）如圖4所示為豎直放置的兩塊平行金屬板X、Y，兩板間距d=0.17m．將電壓U_PQ加在兩板上，P與X相連，Q與Y相連．將一個(gè)質(zhì)量m=2.4×10^-12kg，電量q=+1.7×10^-10C的帶電粒子，在t=6.00×10^-3s時(shí)刻，從緊臨X板處無初速釋放．求粒子從X板運(yùn)動(dòng)到Y(jié)板經(jīng)歷的時(shí)間．（不計(jì)粒子重力）

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一．選擇題

1．A 

2．B 

3．C 　

4．AD  　

5．D 

6．D  　

7．C 

8．A 

9.C 

10.CD

二、實(shí)驗(yàn)題

11． (1)5.10  （4分） (2)1.0， 2.6 （每空2分） (3)P點(diǎn)到桌面的高度h；重錘在桌面上所指的點(diǎn)與Q點(diǎn)的距離a；圖略（指明各物理量含義4分，圖中的標(biāo)注清晰合理2分） （４）    （4分） 

說明：其中第三小題測(cè)量也可有其它組合，相應(yīng)第小題的表達(dá)式也會(huì)有所不同，如測(cè)量?jī)晒怆婇T距水平桌面的高度和兩光電門之間的水平距離，只要合理的也給分．

計(jì)算題

12．①將S₂切換到b ，R₁＝ ②.E＝1.43或10/7V，R₂＝1.2Ω

③較小  ，  甲 

三．計(jì)算題

13、（15分）（1）土衛(wèi)六圍繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力

依牛頓第二定律有：           ①

整理得土星的質(zhì)量：                  ②

（2）

（3）中子和氮核碰撞過程遵循動(dòng)量守恒定律，設(shè)中子質(zhì)量為m，入射速度大小為v，反彈速度大小為v₁，氮核獲得的速度大小為v₂，取中子入射方向?yàn)檎�方向，由�?dòng)量守恒定律：

       ③

代入數(shù)據(jù)有：     ④

解得：      ⑤

其中①②式各1分，③④⑤各2分，完成核反應(yīng)方程2分

14、（1）由題意可知，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周，軌跡如圖所示，粒子先通過A點(diǎn)，則在O點(diǎn)的速度方向如圖，由左手定則可判斷出磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．

（2）設(shè)粒子初速度方向與x軸的負(fù)方向夾角為α，軌道半徑為R，由幾何關(guān)系知：

tanα= = a/b  ①    所以  　②　　

又據(jù)幾何關(guān)系　　　③

由牛頓第二定律：BQV=mV²/R　　④

由⑤⑥兩式得：　　　⑤

本題共15分，其中磁場(chǎng)方向占3分，①――④各2分，⑤式4分

15．解：從兩小球碰撞后到它們?cè)俅蜗嘤觯�小球A和B的速度大小保持不變，根據(jù)它們通過的路程，可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比為4∶1   ①

       兩球碰撞過程有：   ②　

                          ③

                 解得：   　④

本題共12分，其中①④式各2分，②③各4分。

16．(15分)

(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，bc邊始終和磁場(chǎng)方向垂直，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，設(shè)t=2.5×10^－3s的感應(yīng)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E    E=BL₂L₁ω     ①

帶入數(shù)據(jù)得：         E=25V    ②

設(shè)，根據(jù)安培定則，從t=0開始，內(nèi)U_ad為正值，內(nèi)U_ad為負(fù)值，圖像如圖

(2)在EF上加電壓后，板間產(chǎn)生強(qiáng)度E不變，方向交替變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)，微粒時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況如圖，設(shè)微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度為a

   ③     其中   ④

       ⑤

       ⑥ 

微粒在一個(gè)周期內(nèi)前進(jìn)的距離S=2S₁－2S₁ ⑦    

由③④⑤⑥各式得：S=0.125m

由于粒子做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于4T,設(shè)運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為t，

t=3T+2×0.3T-Δt       ⑧

其中Δt滿足：　　　⑨

由以上各式t=3.32×10^-2s　　　　　　　⑩

本提共21分，其中①②⑦⑧⑨⑩式每式1分，③④⑤⑥每式1分， 圖象占5分，其它表達(dá)方式正確也給分。