零零教育信息网 首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律 > 正文 返回 打印

如图所示,直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上,挡板与台面均固定不动.线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻

网友投稿  2022-12-16 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上,挡板与台面均固定不动.线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连,电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍,其余电阻不计,线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B随时间均匀增大.质量为m的小滑块带正电,电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v0从p1位置出发,沿挡板运动并通过p5位置.若电容器两板间的电场为匀强电场,p1、p2在电场外,间距为L,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ,其余部分的摩擦不计,重力加速度为g.
求:
(1)小滑块通过p2位置时的速度大小.
(2)电容器两极板间电场强度的取值范围.
(3)经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围.
魔方格

◎ 答案

(1)小滑块运动到位置p2时速度为v1,由动能定理有:
-umgL=
1
2
m
v21
-
1
2
m
v20

           v1=

v20
-2ugL

   (2)由题意可知,电场方向如图,若小滑块能通过位置p,则小滑块可沿挡板运动且通过位置p5,设小滑块在位置p的速度为v,受到的挡板的弹力为N,
        匀强电场的电场强度为E,由动能定理有:
魔方格

-umgL-2rEq=
1
2
m
v
-
1
2
m
v20

       当滑块在位置p时,由牛顿第二定律有:mg+N+Eq=m
v2
r

       由题意有:N≥0
       由以上三式可得:E≤
m(
v20
-2ugL)
5qr

       E的取值范围:0<E≤
m(
v20
-2ugL)
5qr
   ①
   (3)设线圈产生的电动势为E1,其电阻为R,平行板电容器两端的电压为U,t时间内磁感应强度的变化量为△B,得:
             U=Ed    ②
        由法拉第电磁感应定律得E1=n
△BS
t
     ③
        由全电路的欧姆定律得E1=I(R+2R)    ④
        U=2RI    ⑤
       由②③④⑤得:△B=
3Ed
2sn
t

       把①带入上式得:0<△B≤
3md(
v02
-2μgL)
10nsqr
t

所以经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围:0<△B≤
3md(
v20
-2μgL)
10nsqr
t

答:(1)小滑块通过p2位置时的速度大小为

v20
-2ugL
;(2)电容器两极板间电场强度的取值范围为0<E≤
m(
v20
-2ugL)
5qr
;(3)经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围为0<△B≤
3md(
v20
-2μgL)
10nsqr
t

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上,挡板与台面均固定不动.线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】,【动能定理】,【闭合电路欧姆定律】,【法拉第电磁感应定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



http://www.00-edu.com/html/202212/430806.html十二生肖
十二星座