发布时间 : 星期四 文章辽宁省庄河市高级中学2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题(解析版)更新完毕开始阅读73b4b9cba88271fe910ef12d2af90242a995ab30
【答案】2.5Ω≤R≤11.5Ω
【解析】试题分析：由题意可知，根据受力分析与力的平衡方程，由闭合电路欧姆定律及安培力表达式，即可求解．
金属杆ab所受的安培力方向沿斜面向上，如果所取电阻较小，电流强度较大，则安培力BIL可能大于金属杆ab的重力沿斜面方向的分力值时，由平衡条件得：，金属杆ab有向上滑动的趋势，静摩擦力沿斜面向下，当静摩擦力为最大，则电流强度 ，金属杆ab有向下滑动的趋势，静摩擦力沿
，则电流强度 如果所取电阻较大，电流强度较小，则安培力BIL可能小于斜面向上，当静摩擦力为最大值时，由平衡条件得：根据闭合电路欧姆定律 得最小电阻 根据闭合电路欧姆定律 得最大电阻所以滑动变阻器使用范围为 17. 如图所示，质量M=1.8㎏的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m=1.2㎏的小球相连.今用跟水平方向成30°的力F=6N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10m/s2.求：
(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ； (2)木块与水平杆间的动摩擦因数为μ.
13
0
【答案】（1）60（2） 【解析】（1）设轻绳上拉力为FT，小球匀速运动，对小球，由平衡条件得： 水平方向：Fcos30°-FTcosθ=0， 竖直方向：Fsin30°+FTsinθ-mg=0， 联立解之得：FT=6N，θ=60°；
（2）轻绳拉木块的拉力FT′=FT，木块正在匀速运动，由平衡条件得： FT′cosθ-μFN=0 FN-Mg-FT′sinθ=0 联立解之得： ；
18. 如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和；Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。求： （1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径； （2）O、M间的距离；
（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间.
【答案】（1）(2) (3) 【解析】试题分析：（1）带电粒子在匀强电场Ⅰ中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做
14
初速度为零的匀加速运动，由题意，粒子经过A点的速度方向与OP成60°角，即可求出此时粒子的速度．粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出轨道半径．
（2）粒子在匀强电场中运动时，由牛顿第二定律求得加速度，在A点，竖直方向的速度大小为vy=v0tan60°，由速度公式求解时间，由位移求得O、M间的距离．
（3）画出粒子在Ⅱ区域磁场中的运动轨迹，由几何知识求出轨迹对应的圆心角θ，根据t=
，求出在磁
场中运动的时间．粒子进入Ⅲ区域的匀强电场中后，先向右做匀减速运动，后向左做匀加速运动，第二次通过CD边界．由牛顿第二定律和运动学公式结合可求得粒子在Ⅲ区域电场中运行时间，即可求解粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间．
解：（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，设粒子过A点时速度为v， 由类平抛运动的规律知
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得
所以
（2）设粒子在电场中运动时间为t1，加速度为a．
则有qE=ma v0tan60°=at1 即
O、M两点间的距离为
（3）设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t2． 则由几何关系知轨道的圆心角∠AO1D=60°，则
15
设粒子在Ⅲ区域电场中运行时间为t3，则牛顿第二定律得
则 t3==
故粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为 t=t1+t2+t3=答：
（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径是
．
=
（2）O、M间的距离是．
（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间是．
【点评】本题中带电粒子在复合场中运动，运用运动的分解法研究类平抛运动，画轨迹确定圆心和半径是处理粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的关键．
16