高二物理期中试题

　　14．(6分)在开展研究性学习的过程中，某同学设计了一个利用线圈测量转轮转动角速度的装置．如图所示，在轮子的边缘贴上小磁体，将小线圈靠近轮边放置，接上数据采集器和电脑(即DIS实验器材)．如果小线圈的面积为S，匝数为N，小磁体附近的磁感应强度最大值为B，回路的总电阻为R，实验发现，轮子转过θ角，小线圈的磁感应强度由最大值变为零.则该过程中磁通量的变化量

　　△Ф＝　　▲　　；如果电脑显示该过程中感应电流的平均值为I，则转轮转动的角速度ω＝　　▲　　 ．

　　四、计算或论述题：本题共4小题，共61分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位．

　　15．(14分)据报道，我国最近实施的“双星”计划发射的卫星中放置一种磁强计，用于完成测定地磁场的磁感应强度等研究项目．磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面积是宽为a，高为b的长方形，使磁场沿z轴正方向穿过导体，导体中通有沿y轴正方向、大小为I的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e．金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动．

　　(1)金属导体前后两个侧面(x＝a为前侧面，x=O为后侧面)哪个电势较高?

　　(2)在实现上述稳定状态之后，如果再进一步测出该金属导体前后两个侧面间的电势差为 U，若通过导体内的磁场可以认为是匀强的，则由此求出磁感应强度B的大小为多少?

　　16．(15分)如图所示，固定于水平桌面上的金属框架edef,处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动．此时abed构成一个边长为L的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计．开始时磁感应强度为B0．

　　(1)若保持磁感应强度B0不变，欲使ab在水平外力夕作用下向右以v0匀速运动，则F的大小、方向如何?

　　(2)若从t=O时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流大小和方向．

　　(3)在上述(2)的情况下，棒始终保持静止，当t=tl时，垂直于棒的水平拉力为多大?

　　(4)若从t=O时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化?(写出B与t的关系式)

　　17.(16分)如图所示，长度足够的平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角θ=370，导轨间的距离L=1.0m，电阻R=-0.8Ω，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度 B=1.0T，质量m=0.5kg、电阻r=0.2Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小为F=-5.0 N的恒力，使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行，当ab棒滑行0．8m后速度不变．求：(sin370=0.6，cos370=0.8,g取10m/s2)

　　(1)金属棒匀速运动时的速度大小；

　　(2)金属棒匀速运动时电阻只上的功率：

　　(3)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量为多少?

　　18．(16分)如图所示，在y=0和y=0.9m之间有垂直纸面方向的匀强磁场，MN为磁场区域的上边界，磁场在x轴方向范围足够大．磁感应强度的变化如右图，取垂直纸面向里为正方向．现有一带负电的粒子，质量为m=4.8×10-18kg，带电量为q=3.2×10-12C，在t=0时刻以速度v0=6.28×102m/s从O点沿y轴正方向进入磁场区域，粒子重力不计．求：

　　(1)粒子在磁场中做圆周运动的周期和半径；

　　(2)画出0～5×10-4s内粒子的运动轨迹；

　　(3)粒子在t=5×10-4s时的位置坐标；

　　(4)粒子通过磁场区域的时间．

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