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如圖所示，在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌AB、CD，間距為L ，金屬棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動。棒與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好，它們的電阻均可不計(jì)。導(dǎo)軌之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌右邊與電路連接。電路中的三個定值電照R₁、R₂、R₃阻值分別為2R、R和0.5R。在BD間接有一水平放置的平行板電容器C，極板間距離為d 。
（1）當(dāng)ab以速度v₀勻速向右運(yùn)動時，電容器中質(zhì)量為m的帶電微粒恰好靜止。試判斷微粒的帶電性質(zhì)，及帶電量的大小。
（2）當(dāng)AB棒以某一速度沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時，發(fā)現(xiàn)帶電微粒從兩極板中間由靜止開始向下運(yùn)動，歷時t=2×10^－2 s到達(dá)下極板，已知電容器兩極板間距離d=6×10^－3m，求ab棒的速度大小和方向。（g=10m／s²）

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如圖所示，相距為L的兩根豎直的足夠長的光滑導(dǎo)軌MN、PQ，M、P之間接一阻值為R的定值電阻，金屬棒ab質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好．整個裝置處在方向垂直紙面向里水平勻強(qiáng)磁場中，金屬棒和導(dǎo)軌電阻不計(jì)．現(xiàn)讓ab棒由靜止釋放，經(jīng)時間t達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，此時ab棒速度為v；
（1）請證明導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中，克服安培力的功率等于電路中的電功率．
（2）若m=0.2kg，L=0.5m，R=lΩ，v=2m/s，棒從開始釋放到穩(wěn)定狀態(tài)過程中流過棒電量為0.5C，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小以及棒從開始到達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)下落的高度h．（g取10m/s²）
（3）接第（2）問，若棒從開始到達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所用時間t=2s，求流過電阻R的電流有效值．（結(jié)果可保留根號）

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如圖，固定于水平地面上接有阻值為R=0.50Ω的電阻的光滑金屬框架上放置一金屬棒ab，金屬框架寬度為L=1.0m，垂直于質(zhì)量為m=1.0kg的金屬棒ab施加一水平恒力F=1.0N，使棒從靜止開始運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到最大值時，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.50J，整個裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1.0T，金屬棒的電阻為r=0.50Ω，不計(jì)其它電阻，求：
（1）金屬棒的最大速度v；
（2）達(dá)到最大速度時金屬棒在框架上運(yùn)動的位移S；
（3）金屬棒從靜止開始運(yùn)動到最大速度所需要的時間t．

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選擇題。共40分，1－5題只有一個選項(xiàng)正確，選對的得4分，選錯或不答的得0分；6－10題，選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

C

B

D

C

B

AC

BC

AD

BD

BD

11．（9分）（1） (3分)     （2）2T₀　(3分)    （3）（或）　(3分)

12．（11分）（1）電壓表V₂ (3分)　   （2）電阻R₃＝20Ω  (4分)   （3）E＝6V (4分)

13．（14分）設(shè)汽車所受阻力與車所受重力的比例系數(shù)為k，則空載時汽車所受阻力為：

f₀ = km₀g　……………………………………………………………………………………(2分) 

當(dāng)汽車達(dá)到最大速度v₀時，牽引力F₀ = f₀

可得汽車的額定功率P＝F₀v₀＝km₀gv₀……………………………………………………（4分）

  同理，當(dāng)汽車載貨時：

     P = k（m₀＋m）gv_m　………………………………………………………………………(4分) 

  解得：　……………………………………………………………………(4分)

14、（14分）他們的解法都不對。………………………………（4分）

   設(shè)摩托車的加速時間為t，且正好用時t₀＝3min追上汽車，則有：

    ……………………………………………………………（5分）

得  …………………………………………………………………………（3分）

所以摩托車的最小加速度大小為  m/s²　……………………………（2分）

15．（15分）

⑴激光束a、b經(jīng)過玻璃磚的折射光路圖如圖所示：……………………………………（4分）

如圖，     得…………………………………………………（2分）

激光束b，在O點(diǎn)有：  得　……………    ……………………（2分）

又　    得

激光束a，在C點(diǎn)有：       得

在E點(diǎn)    得………………………………………（2分）

  由′，兩束光射出后應(yīng)平行，故不相交。

⑵在△CDO中，

在△CDE中，

在△EFO中，……………………………（5分）

所以，光束a射出玻璃磚后與x軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為（，0）

16．（15分）

 ⑴當(dāng)金屬棒ab和cd的速度相同時，對它們構(gòu)成的系統(tǒng)，

F=ma＋2ma　　…………………………………………………………………………（2分）

得加速度 ………………………………………………………………………（3分）

⑵當(dāng)金屬棒ab的速度是金屬棒cd的速度的2倍時，即  v_ab=2v_cd

  對金屬棒ab，由牛頓第二定律得

  …………………………………………………………（3分）

得      ………………………………………………（3分）

⑶對系統(tǒng)，由動量定理： ………………………………………………（2分）

得： …………………………………………………………（2分）

17．（16分）

 ⑴如圖，電荷從A點(diǎn)勻加速運(yùn)動運(yùn)動到x軸的C點(diǎn)的　　

過程：位移s＝AC＝m

加速度  ＝　m/s²…（3分）

 　時間   s　………………（2分）

⑵電荷到達(dá)C點(diǎn)的速度為

m/s　………………（2分）

   速度方向與x軸正方向成45°角，在磁場中運(yùn)動時

  由  

 得m　………………………………………………（4分）

即電荷在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑為m

⑶軌跡圓與x軸相交的弦長為m，所以電荷從坐標(biāo)原點(diǎn)O再次進(jìn)入電場中，且速度方向與電場方向垂直，電荷在電場中作類平拋運(yùn)動，運(yùn)動過程中與x軸第三次相交時的位移方向角為45°，設(shè)運(yùn)動的時間為t′，則：

 　　　　　　  　　間s=

得t′＝2×10^－6s　　………………………………………………………………（2分）

則s_平=vt′=m         

m　……………………………………………………………（3分）

即電荷第三次到達(dá)x軸上的點(diǎn)的坐標(biāo)為（8，0）

18．（16分）

⑴小球與滑塊相互作用過程中沿水平方向動量守恒：

    　　　　　　     …………………………………………………………（3分）

又因?yàn)橄到y(tǒng)機(jī)械能守恒：　…………………………………（3分）

得    　…………………………………………（2分）

⑵當(dāng)金屬小球通過A點(diǎn)時，沿導(dǎo)軌方向金屬小球與金屬滑塊具有共同速度v，沿A點(diǎn)切線方向的速度為v′，由動量和能量守恒得

 ………………………………………………………………（2分）

　………………………………………………（2分）

解得　……………………………………………………（2分）

由牛頓第二定律得………………………………………………（2分）

即為對金屬塊的作用力大小為