2017海淀区高三期末物理试题及答案(8)

8

15．（9分）（1）线圈中感应电动势的最大值E m = nBS ω，其中S= L 1L 2E m = nBS ω=nBL 1L 2ω=20V …（1分） 线圈中感应电流的最大值I m =

E m

R +r

=5.0A ………………………………………（1分） 电阻R 两端电压的最大值U m =I m R =15V …………………………………………（1分） （2）设从线圈平面通过中性面时开始，经过

4

1

周期的时间?t=T 4=π2ω

此过程中线圈中的平均感应电动势?E = n ?Φ

?t = n BS ?t

…………………………（1分）

通过电阻R 的平均电流t

r R nBS r R E I ?+=+=)(，

通过电阻R 的电荷量 2.5C nBS q I t R r =?==+…………………………………（2分）

（3）线圈中感应电流的有效值I =

I m

2

=522 A ………………………………（1分）

线圈转动一周的过程中，电流通过整个回路产生的焦耳热：Q 热=I 2

(R+r )T = 50πJ ≈157J ……（2分）

16．（10分）（1）设电子在偏转电场运动的加速度为a ，时间为t ，离开偏转电场时的偏移距离为y ，根据运动学公式有：221at y =

根据牛顿第二定律有：md

eU

a =…………（1分） 电子在电场中的运动时间：0l

t v =联立解得：2202eUl y mdv =……………（1分）

电子飞出偏转电场时，其速度的反向延长线通过偏转电场的中心，设电子打在屏上距O 1′的最大距离为Y ，则由几何关系可知：22

l

b Y l y +=

………………（1分）

将y 代入解得 2

(2)2eUl

Y l b dmv =

+………………………………………（1分） （2）由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得 2

0mv ev B R

=………（1分）解得0mv R eB =

由如答图3所示的几何关系得，粒子在磁场中一段圆弧轨迹所对应的圆心角与偏转角相等，

均为α则：0

tan 2r Ber

R mv α

==…………………………………（1分）

（3）不同点有：

①电子运动类型不同：在电场中电子是匀变速曲线运动，在磁场中电子是匀速圆周运动

②电子受力情况不同：在电场中电子受到的电场力是恒力，在磁场中电子受到的洛伦兹力是大小不变、方向不断变化的变力

③电子速度变化情况不同：在电场中电子速度的大小和方向都发生变化，在磁场中电子速度的大小不改变，仅方向发生变化

④电子运动方向的偏转角范围不同：在电场中电子运动方向的偏转角度一定小于90º，在磁场中电子运动方向的偏转角度可能大于90º

答图3

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