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1、【安徽省，人教版】2014届物理一轮小题精练（32，含答案）1（20分）如图所示，电源电动势为E=100 V，内阻不计，R1、R2、R4的阻值为300 ，R3为可变电阻。C为一水平放置的平行板电容器，虚线到两极板距离相等且通过竖直放置的荧光屏中心，极板长为l=8 cm，板间距离为d=1 cm，右端到荧光屏距离为s=20 cm，荧光屏直径为D=5 cm。有一细电子束沿图中虚线以E0=9.6102 eV的动能连续不断地向右射入平行板电容器。已知电子电荷量e=1.610-19 C。要使电子都能打在荧光屏上，变阻器R3的取值范围多大？答案：解:电子穿过电容器过程中，在水平方向做匀速运动l=v0t,（2
2、分）在竖直方向做匀加速直线运动y1=at2,（2分）v1=at,（1分）a=,（1分）电子穿出平行板电容器时，速度方向偏转角，tan=,（2分）联立解得tan=。（1分）电子打在荧光屏上偏离中心O的位移为y=y1+stan,（2分）即y=(1+)y1。当y1=时，代入数据求得y=3 cm,（1分）故要使电子都能打在荧光屏上，应满足y,（2分）联立解得U（1分）代入数据求得A、B两点间电压U25 V。（1）当UAB=25 V时，即UAB=R2-R4=25 V,代入数据求得R3=900 。（2分）（2）当UBA=25 V时，即UBA=R4-R2=25 V,代入数据求得R3=100 。（2分）综述1
3、00 R3900 。（1分）2、（20分）由于受地球信风带和盛西风带的影响，在海洋中形成一种河流称为海流。海流中蕴藏着巨大的动力资源。据统计，世界大洋中所有海洋的发电能力达109 kW。早在19世纪法拉第就曾设想，利用磁场使海流发电，因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏转，便有可能发出电来。目前，日本的一些科学家将计划利用海流建造一座容量为1 500 kW的磁流体发电机。如图所示为一磁流体发电机的原理示意图，上、下两块金属板MN水平放置浸没在海水里，金属板面积均为S=l102m2，板间相距d=100 m海水的电阻率=0.25 m
4、在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度B=0.1T，方向由南向北，海水从东向西以速度v=5 m/s流过两金属板之间，将在两板之间形成电势差。（1）达到稳定状态时，哪块金属板的电势较高?（2）由金属板和海水流动所构成的电源的电动势E及其内电阻r各为多少?（3）若用此发电装置给一电阻为20 的航标灯供电，则在8 h内航标灯所消耗的电能为多少?答案：（1）由右手定则可知N板相当于电源的正极，故N板电势高（4分）（2）E=Bdv=0.11005 V=50 V（4分）r=0.25（4分）（3）I=A，（4分）8小时航标灯消耗的电能E=I2Rt=3.6106 J。（4分）3、（20分）如图所示，电容器固定在
5、一个绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上，平行板电容器板间距离为d，电容为C，右极板有一个小孔，通过小孔有一长为d的绝缘杆，左端固定在左极板上，电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M。给电容器充入电量Q后，有一质量为m的带电量+q的环套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动（M=3m）。设带电环不影响电容器板间电场的分布，电容器外部电场忽略不计。带电环进入电容器后距左板最小距离为d。试求：（1）带电环与左极板间相距最近时的速度；（2）若取左板的电势能为零，当环距左板最近时环的电势能；（3）带电环受绝缘杆的摩擦力。答案：（1）当带电环距左板最近时，环和电容器等达到共同速度V由动量守恒定律得mv0=（M
6、+m）V（3分）V=v0=v0（3分）（2）环在距左板最近时的电势能=-q（3分）（3）设从开始到环距左板最近的过程中，电容器移动的距离为s由动能定理得其中F电=qE=（2分）解之得：f=（3分）4、如图所示，第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1，匀强电场E的电场强度大小为E=500V/m，匀强磁场B1的磁感应强度大小B1=0.5T。第一象限的某个区域内，有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2，磁场的下边界与x轴重合。一质量m=110-14kg、电荷量q=110-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向成60角从M点沿直线，经P点进入处于第一象限内的矩形匀强磁场B2区域。一段时间后，微
7、粒经过y轴上的N点并与y轴正方向成60角的方向飞出。M点的坐标为（0，-10），N点的坐标为（0，30），不计微粒的重力，g取10m/s2。（1）请分析判断匀强电场E的方向并求出微粒的运动速度v；（2）匀强磁场B2的大小为多大；（3）匀强磁场B2区域的最小面积为多大？解析：（1）由于不计重力，微粒在第四象限内仅受电场力和洛伦兹力，且微粒做直线运动，速度的变化会引起洛伦兹力的变化，所以微粒一定做匀速直线运动。这样，电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，电场E的方向与微粒运动方向垂直，即与y轴负方向成60角斜向下，由力的平衡条件有qE=qvB1，所以v=E/B1=1.0103m/s。（2）画出微粒的
8、运动轨迹如图所示。由几何关系可知PM=0.2m，y轴与图中虚线圆相切，由tan30=可得微粒在第一象限内做圆周运动的半径为： R=PMtan30=0.2m=m。微粒做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，即qvB2=m解得。（3）由图可知，磁场B2的最小区域应该分布在图示的矩形PACD内。由几何关系易得：PD=2Rsin60=0.2m，PA=R（1-cos60）=，所以，匀强磁场B2区域最小面积为：。5、（20分）示波器的核心部件是示波管，示波管由电于枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，如图所示。某一次示波器开机后，偏转电极上未加电压，电子枪产生的高速电子束打在荧光屏的正中央形成一个亮斑，已知电
9、子枪的加速电压大小为U，亮斑处的电流为I，电于质量为m，电荷量为e，忽略电子从灯丝逸出时的速度和电子与荧光屏作用后的速度。（1）求电子打在荧光屏中心处的平均作用力。（2）若竖直偏转电极YY的长为L1，两板距离为d，电极YY的右边缘到荧光屏的距离为L2，圆形荧光屏的直径为D。在水平偏转电极XX不加电压的情况下，要使所有的电子都能打在荧光屏的竖直直径上，在电极YY上所加正弦交变电压的最大值须满足什么条件？（在每个电于通过极板的极短时间内，电场可视为恒定不变）（2）设yy 方向偏转电压为U2 ，电子离开偏转电场时与入射方向的夹角为，6、如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上
10、，两导轨间距l = 0.2m，电阻R1 = 0.4，导轨上静止放置一质量m = 0.1kg、电阻R2 = 0.1的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B1 = 0.5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止起做匀加速运动并开始计时，若5s末杆的速度为2.5m/s，求：（1）5s末时电阻R上消耗的电功率；（2）5s末时外力F的功率.（3）若杆最终以8 m/s的速度作匀速运动, 此时闭合电键S , 射线源Q释放的粒子经加速电场C加速后从a孔对着圆心O进入半径r = m的固定圆筒中（筒壁上的小孔a只能容一个粒子通过），圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为
11、B2的匀强磁场。粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移, 也无机械能损失，粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从a孔背离圆心射出 , 忽略粒子进入加速电场的初速度, 若粒子质量= 6.61027 kg , 电量= 3.21019 C, 则磁感应强度B2 多大？若不计碰撞时间, 粒子在圆筒内运动的总时间多大？解：（1）5s末杆产生的电动势 E =B l v = 0.5 0.2 2.5 V = 0.25 V A = 0.5 A 电阻上消耗的电功率 PR = I 2 R1 = 0.1 W（2）金属棒的加速度由牛顿定律 F F安 = ma 杆受的安培力 F安 = B I l外力F的功率 P =Fv 由以上各式得 P
12、 = ( B I l + ma ) v = 0.25W（3）此时回路电流强度为 A = 1.6A 加速电场的电压为 U = IR 1= 1.60.4 V = 0.64 V 根据动能定理：= 粒子从C孔进入磁场的速度v =m/s 8.0103 m/s 由题意知：粒子与圆筒壁碰撞5次后从a孔离开磁场, 由几何关系求得d O b = 60, 轨迹半径R = 1.0 m 又： 故： = T =1.65105 T 又：d Ob = , 粒子作圆周运动转过的圆心角为 根据 及 v = 得 T = = s = 7.8510-3 s粒子在圆筒内运动的总时间 t = 2T = 27.8510-3 s = 1.5710 -2 s
