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1、（2010东城二模）23（18分）如图所示，间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道，固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面里。竖直轨道上部套有一金属条bc，bc的电阻为R，质量为2m，可以在轨道上无摩擦滑动，开始时被卡环卡在竖直轨道上处于静止状态。在bc的正上方高H处，自由落下一质量为m的绝缘物体，物体落到金属条上之前的瞬问，卡环立即释改，两者一起继续下落。设金属条与导轨的摩擦和接触电阻均忽略不计，竖直轨道足够长。求： （1）金属条开始下落时的加速度； （2）金属条在加速过程中，速度达到v1时，bc对物体m的支持力； （3）金属条下落h时，恰好开始做匀速运动，求在这一过程中感应电
2、流产生的热量。（2010朝阳二模）23（18分）如图甲所示，CDE是固定在绝缘水平面上的光滑金属导轨，CD=DE=L，CDE=60，CD和DE单位长度的电阻均为r0，导轨处于磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场中。 MN是绝缘水平面上的一根金属杆，其长度大于L，电阻可忽略不计。现MN在向右的水平拉力作用下以速度v0。在CDE上匀速滑行。MN在滑行的过程中始终与CDE接触良好，并且与C、E所确定的直线平行。 （1）求MN滑行到C、E两点时，C、D两点电势差的大小； （2）推导MN在CDE上滑动过程中，回路中的感应电动势E与时间t的关系表达式； （3）在运动学中我们学过：通过物体运动速度和时间的关系
3、图线（v t 图）可以求出物体运动的位移x，如图乙中物体在0 t0。时间内的位移在数值上等于梯形Ov0Pt的面积。通过类比我们可以知道：如果画出力与位移的关系图线（Fx图）也可以通过图线求出力对物体所做的功。请你推导MN在CDE上滑动过程中，MN所受安培力F安与MN的位移x的关系表达式，并用F安与x的关系图线求出MN在CDE上整个滑行的过程中，MN和CDE构成的回路所产生的焦耳热。（2010海淀二模）23（18分）风能是一种环保型的可再生能源。据勘测，我国利用风力资源至少有253105MW，所以风能是很有开发前途的能源。风力发电是将风的动能通过风力发电机转化为电能的过程。某风力发电机将空气的动
4、能转化为电能的效率=20，空气密度，其有效受风面积S=20m2。此风力发电机输出U=250V稳定的直流电压，用它给如图11所示的皮带传送装置的电动机（电动机未画出）供电，输电线电阻不计。已知皮带传送装置的电动机的额定电压U额=250V，允许消耗电功率的最大值P电m=500W，线圈电阻R=50，在该电动机消耗电功率达到最大值的情况下，电动机及皮带传送装置各部分由于摩擦而损耗的功率与皮带传送装置输出的机械功率之比为1：5。重力加速度g取10ms2.（1）求此风力发电机在风速=10ms时输出的电功率；（2）求皮带传送装置的电动机消耗电功率达到最大值时，皮带传送装置输出的机械功率；（3）已知传送带两端
5、A、B之间距离s=10m，高度差h=40m。现将一货箱（可视为质点）无初速地放到传送带上A处，经t=10s后货箱与传送带保持相对静止，当货箱被运送至B处离开传送带时再将另一个相同的货箱以相同的方式放到A处，如此反复，总保持传送带上有一个（也只有一个）货箱。，在运送货箱的过程中，传送带的运行速度始终保持不变。若要保证皮带传送装置的电动机所消耗电功率始终不超过P电m=500W，货箱的质量应满足怎样的条件。（2010宣武二模）23（18分）下图为汤姆生在1897年测量阴极射线（电子）的荷质比时所用实验装置的示意图。K为阴极，A1和A2为连接在一起的中心空透的阳极，电子从阴检发出后被电场加速，只有运动
6、方向与A1和A2的狭缝方向相同的电子才能通过，电子被加速后沿方向垂直进入方向互相垂直的电场、磁场的叠加区域。磁场方向垂直纸面向里，电场极板水平放置，电子在电场力和磁场力的共同作用下发生偏转。已知圆形磁场的半径为R，圆心为C。某校物理实验小组的同学们利用该装置，进行了以下探究测量： 首先他们调节两种场强的大小：当电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B时，使得电子恰好能够在复合场区域内沿直线运动；然后撤去电场，保持磁场和电子的速度不变，使电子只在磁场力的作用下发生偏转，打要荧屏上出现一个亮点P，通过推算得到电子的偏转角为（即：之间的夹角）。若可以忽略电子在阴极K处的初速度，则： （1）电子在复合
7、场中沿直线向右飞行的速度为多大？ （2）电子的比荷为多大？ （3）利用上述已知条件，你还能再求出一个其它的量吗？若能，请指出这个量的名称。（2010丰台二模）23（18分）如图所示，电阻不计的两光滑金属导轨相距L，放在水平绝缘桌面上，半径为R的l/4圆弧部分处在竖直平面内，水平直导轨部分处在磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘平齐。两金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好。棒ab质量为2 m，电阻为r，棒cd的质量为m，电阻为r。重力加速度为g。 开始时棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从圆弧顶端无初速度释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触并一直向右运动，最后两棒
8、都离开导轨落到地面上。棒ab与棒cd落地点到桌面边缘的水平距离之比为1:3。求： （1）棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小； （2）棒cd在水平导轨上的最大加速度； （3）两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热。（2010西城二模）23（18分）利用水流和太阳能发电，可以为人类提供清洁能源。水的密度，太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率，地球表面的重力加速度取g=10ms2。 （1）三峡水电站发电机输出的电压为18kV。若采用500kV直流电向某地区输电5.0106kW，要求输电线上损耗的功率不高于输送功率的5，求输电线总电阻的最大值； （2）发射一颗卫星到地球同步轨道上（轨道半径约为地球半径的6.
9、6）利用太阳能发电，然后通过微波持续不断地将电力输送到地面，这样就建成了宇宙太阳能发电站。求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小； （3）三峡水电站水库面积约1.0109m2，平均流量Q=1.5l04m3s，水库水面与发电 机所在位置的平均高度差h=l00m，发电站将水的势能转化为电能的总效率。在地球同步轨道上，太阳光垂直照射时的辐射功率为10P0。太阳能电 池板将太阳能转化为电能的效率=20，将电能输送到地面的过程要损失50。若要使（2）中的宇宙太阳能发电站的发电能力与三峡电站相当，卫星上太阳能电池板的面积至少为影大?（2010海淀一模）23（18分）示波管是示波器的核心部分，它主要由电子枪
10、、偏转系统和荧光屏三部分组成，如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用；偏转系统使电子束发生偏转；电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量=1610C，质量=09110kg，电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计，不考虑相对论效应。 （1）电子枪的三级加速可简化为如图14乙所示的加速电场，若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计，要使电子被加速后的动能达到1610J，求加速电压为多大； （2）电子被加速后进入偏转系统，若只考虑电子沿Y（竖直）方向的偏转情况，偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长=40cm，两板间
11、距离=10cm，极板右端与荧光屏的距离=18cm，当在偏转电极上加的正弦交变电压时，如果电子进入偏转电场的初速度，求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度； （3）如图14甲所示，电子枪中灯丝用来加热阴极，使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴极的电势低，调节阴极与控制栅极之间的电压，可控制通过栅极电子的数量。现要使打在荧光屏上电子的数量增加，应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。电子枪中、和三个阳极除了对电子加速外，还共同完成对电子的聚焦作用，其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场，图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。（2010西城一模）23(18分)1897年汤
12、姆逊发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907-1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值的整数倍，于是称这数值为基本电荷。如图所示，完全相同的两块金属板正对着水平放置，板间距离为。当质量为的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为；当两板间加电压(上极板的电势高)时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间内运动的距离与在时间内运动的距离相等。忽略空气浮力。重力加速度为。(1)判断上述油滴的电性，要求说明理由；(2)求上述油滴所带的电荷量；(
13、3)在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量。再采用上述方法测量油滴的电荷量。如此重复操作，测量出油滴的电荷量如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量(保留到小数点后两位)。实验次序12345电荷量0.951.101.411.572.02（2010东城一模）23（18分）洛伦兹力演示仪是由励磁线圈(也叫亥姆霍兹线圈)、洛伦兹力管和电源控制部分组成的。励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪，能够连续发射出电子，电子在玻璃泡内运动时，能够显示电子运动径迹。其结构如图所示。 （1）给励磁线圈通电，电子枪垂直
14、磁场方向向左发射电子，恰好形成如“结构示意图”所示的圆形径迹，则励磁线圈中电流方向是顺时针方向还是逆时针方向? （2）两个励磁线圈中每一线圈为N=140匝，半径为R=140 mm，两线圈内的电流方向一 致，大小相同为I=1.00 A，线圈之间距离正好等于圆形线圈的半径，在玻璃泡的区域内产生的磁场为匀强磁场，其磁场强度（特斯拉）。灯丝发出的电子束经过加速电压为U=125 V的电场加速后，垂直磁场方向进入匀强磁场区域，通过标尺测得圆形径迹的直径为D=80.0 mm，请估算电子的比荷。（答案保留2位有效数字） （3）为了使电子流的圆形径迹的半径增大，可以采取哪些办法?（2010朝阳一模）23现代技术
15、中，传感器是指这样一类元件：它能够将诸如力、温度、光、声、化学成分等大量电学量按照一定规律转换为电学量。如图所示的装置就是一种测压强的传感器。图中、为大小、形状完全相同的金属板，它们构成一个电容器，其中板被固定，两金属板的正对面积为。金属板间空气的介电常数为，静电力常量为。、是两根完全一样的轻质弹簧，它们的劲度系数为两弹簧一端固定，另一端与金属板上的绝缘杆相连。传感器未工作时，弹簧处于自然长度，两金属板间的距离为 （1）现将两金属板与直流电源相连对电容器进行充电，充至电容器两极板间电压为后与电源断开。由于两金属板带电导致的两板间距的变化忽略不计，求电容器所带电荷量； （2）若仅已知现对极板的右侧施加一均匀向左的待测压强，甲同学说：可以通过测量施加压强前后两极板间的电压，对压强进行测量；乙同学说：可以通过测量施加压强前后电容器的带电量对压强进行测量。 a你选择上述哪种方法，指出这种方法中开关所处的状态，并简要说明理由。b根据你选择的方法，通过推导写出压强的表达式。（2010崇文一模）23（18分）如图甲所示，两平行金属板
