（18分）中心均開有小孔的金屬板C、D與半徑為d的圓形單匝金屬線圈連接，圓形框內有垂直紙面的勻強磁場，大小隨時間變化的關系為B=kt(k未知且k>0)，E、F為磁場邊界，且與C、D板平行。D板右方分布磁場大小均為B0，方向如圖所示的勻強磁場。區域Ⅰ的磁場寬度為d，區域Ⅱ的磁場寬度足夠。在C板小孔附近有質量為m、電量為q的負離子由靜止開始加速后，經D板小孔垂直進入磁場區域Ⅰ，不計離子重力。
（1）判斷圓形線框內的磁場方向；
（2）若離子從C板出發，運動一段時間后又恰能回到C板出發點，求離子在磁場中運動的總時間；
（3）若改變圓形框內的磁感強度變化率k，離子可從距D板小孔為2d的點穿過E邊界離開磁場，求圓形框內磁感強度的變化率k是多少？
（1）圓形線框內的磁場方向垂直紙面向里;(2) 
;(3) 
解析試題分析：(1）圓形線框內的磁場方向垂直紙面向里（畫在圖上同樣給分） (2分)
（2）離子在Ⅰ、Ⅱ區域內作圓周運動，半徑均為R，有：
① （1分）
運動周期均為T，有：
② （1分）
解①②得：
③ （1分）
由題意知粒子運動軌跡如圖（甲），離子在磁場中運動的總時間為：
④（3分）
解③④得： ⑤ （1分）
評分說明：只有③式，無①②式扣2分
（3）單匹圓形線框產生的電動勢為U，由法拉第電磁感應定律得：
⑥ （1分）
離子從D板小孔射出速度為V，有動能定理得：
⑦ （1分）
解①⑥⑦得：
⑧ （1分）
離子進入磁場從E邊界射出的運動軌跡有兩種情況
（Ⅰ）如果離子從小孔下面離開磁場，運動軌跡與F相切，如圖（乙）所示
由幾何關系知：R=d ⑨ （2分）
解⑧⑨得：
⑩ （1分）
（Ⅱ）如果離子從小孔上面離開磁場，如圖（丙）所示
由幾何關系知：
（11） （2分）
解⑧（11）得： （12） （1分）
評分說明：無⑧式，答案對不扣分，無甲乙丙圖不扣分。
考點：本題主要考查法拉第電磁感應定律；帶電粒子在勻強磁場中的運動．
科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（18分）如圖，空間存在勻強電場和勻強磁場，電場方向為y軸正方向，磁場方向垂直于xy平面（紙面）向外，電場和磁場都可以隨意加上或撤除，重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從P（x=0，y=h）點以一定的速度平行于x軸正向入射.這時若只有磁場，粒子將做半徑為R0的圓周運動；若同時存在電場和磁場，粒子恰好做直線運動.現在，只加電場，當粒子從P點運動到x=R0平面（圖中虛線所示）時，立即撤除電場同時加上磁場，粒子繼續運動，其軌跡與x軸交于M點.不計重力.求：
⑴粒子到達x=R0平面時速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離；
⑵M點的橫坐標xM.
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（16分）為了使粒子經過一系列的運動后，又以原來的速率沿相反方向回到原位，可設計如下的一個電磁場區域（如圖所示）：水平線QC以下是水平向左的勻強電場，區域Ⅰ(梯形PQCD)內有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B；區域Ⅱ(三角形APD)內的磁場方向與Ⅰ內相同，但是大小可以不同，區域Ⅲ(虛線PD之上、三角形APD以外)的磁場與Ⅱ內大小相等、方向相反．已知等邊三角形AQC的邊長為2l，P、D分別為AQ、AC的中點．帶正電的粒子從Q點正下方、距離Q點為l的O點以某一速度射出，在電場力作用下從QC邊中點N以速度v0垂直QC射入區域Ⅰ，再從P點垂直AQ射入區域Ⅲ，又經歷一系列運動后返回O點．（粒子重力忽略不計）求：
（1）該粒子的比荷．
（2）粒子從O點出發再回到O點的整個運動過程所需時間．
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
如圖所示，兩金屬桿AB和CD長均為L，電阻均為R，質量分別為3m和m。用兩根質量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導電的圓棒兩側。在金屬桿AB下方有高度為H的勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向與回路平面垂直，此時，CD處于磁場中�，F從靜止開始釋放金屬桿AB，經過一段時間，AB即將進入磁場的上邊界時，其加速度為零，此時金屬桿CD尚未離開磁場，這一過程中桿AB產生的焦耳熱為Q。則
（1）AB棒剛達到磁場邊界時的速度v1多大？
（2）此過程中金屬桿CD移動的距離h和通過導線截面的電量q分別是多少？
（3）通過計算說明金屬桿AB在磁場中可能具有的速度大小v2在什么范圍內；
（4）試分析金屬桿AB在穿過整個磁場區域過程中可能出現的運動情況（加速度與速度的變化情況）。
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（20分）一個“
”形導軌PONQ，其質量為M=2.0kg，放在光滑絕緣的水平面上，處于勻強磁場中，另有一根質量為m=0.60kg的金屬棒CD跨放在導軌上，CD與導軌的動摩擦因數是0.20，CD棒與ON邊平行，左邊靠著光滑的固定立柱a、b，勻強磁場以ab為界，左側的磁場方向豎直向上（圖中表示為垂直于紙面向外），右側磁場方向水平向右，磁感應強度的大小都是0.80T，如圖所示，已知導軌ON段長為0.50m，電阻是0.40Ω，金屬棒CD的電阻是0.20Ω，其余電阻不計。導軌在水平拉力作用下由靜止開始以0.20m/s2的加速度做勻加速直線運動，一直到CD中的電流達到4.0A時，導軌改做勻速直線運動.設導軌足夠長，取g=10m/s2.求：
⑴導軌運動起來后，C、D兩點哪點電勢較高？
⑵導軌做勻速運動時，水平拉力F的大小是多少？
⑶導軌做勻加速運動的過程中，水平拉力F的最小值是多少？
⑷CD上消耗的電功率為P=0.80W時，水平拉力F做功的功率是多大？
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（12分）足夠長的平行金屬導軌MN和PK表面粗糙，與水平面之間的夾角為α，間距為L。垂直于導軌平面向上的勻強磁場的磁感應強度為B，MP間接有阻值為R的電阻，質量為m的金屬桿ab垂直導軌放置，其他電阻不計。如圖所示，用恒力F沿導軌平面向下拉金屬桿ab，使金屬桿由靜止開始運動，桿運動的最大速度為vm，t s末金屬桿的速度為v1，，前t s內金屬桿的位移為x，（重力加速度為g）求：
（1）金屬桿速度為v1時加速度的大�。�
（2）整個系統在前t s內產生的熱量。
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
如圖所示，豎直平面內有一半徑為r、內阻為R1、粗細均勻的光滑半圓形金屬環，在M、N處與相距為2r、電阻不計的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場I和II，磁感應強度大小均為B。現有質量為m、電阻不計的導體棒ab，從半圓環的最高點A處由靜止下落，在下落過程中導體棒始終保持水平，與半圓形金屬環及軌道接觸良好，設平行軌道足夠長。已知導體棒ab下落r/2時的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為v2。
（1）求導體棒ab從A下落r/2時的加速度大小。
（2）若導體棒ab進入磁場II后棒中電流大小始終不變，求磁場I和II之間的距離h和R2上的電功率P2。
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
如圖所示，在xOy坐標系中，第一象限存在一與xOy平面平行的勻強電場，在第二象限存在垂直于紙面的勻強磁場。在y軸上的P點有一靜止的帶正電的粒子，某時刻，粒子在很短時間內（可忽略不計）分裂成三個帶正電的粒子1、2和3，它們所帶的電荷量分別為q1、q2和q3，質量分別為m1、m2和m3，且
，
。帶電粒子1和2沿x軸負方向進人磁場區域，帶電粒子3沿x軸正方向進入電場區域。經過一段時間三個帶電粒子同時射出場區，其中粒子1、3射出場區的方向垂直于x軸，粒子2射出場區的方向與x軸負方向的夾角為60°。忽略重力和粒子間的相互作用。求：
（1）三個粒子的質量之比；
（2）三個粒子進入場區時的速度大小之比；
（3）三個粒子射出場區時在x軸上的位移大小之比。
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科目：高中物理 來源： 題型：單選題
如圖所示，一物塊在與水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右運動一段距離s. 則在此過程中，拉力F對物塊所做的功為（ ）
| A．Fs | B．Fscosθ | C．Fssinθ | D．Fstanθ |
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