高二寒假物理学经典题
1.匝数为N、面积为S、总电阻为R的矩形闭合线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中按如图3-95所示方向(俯视逆时针)以角速度绕轴OO匀速转动.t=0时线圈平面与磁感线垂直，规定adcba的方向为电流的正方向.求：
(1)线圈转动过程中感应电动势瞬时值的表达式.
(2)线圈从图示位置开始到转过90的过程中的平均电动势.
(3)线圈转到与图示位置成60角时的瞬时电流.
(4)线圈转动一周过程中外力做的功.
2.所示为测量某种离子的荷质比的装置.让中性气体分子进入电离室A，在那里被电离成离子.这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1进入加速电场被加速，然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的P点.已知加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P之间的距离为a，离子从缝S1进入电场时的速度不计，求该离子的荷质比q/m.
3. 在如图3-97所示，以O点为圆心，以r为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，空间
有一与x轴正方向相同的匀强电场，同时，在O点固定一个电量为+Q的点电荷.如果把一个带电量为-q的检验电荷放在c点，恰好平衡，求：
(1)匀强电场的场强大小E为多少?
(2)a、d点的合场强大小各为多少?
(3)如果把O点的正点电荷+Q移走，把点电荷-q从c点沿x轴移到a点，求电场力做的功及点c、a两点间的电势差.
4. 如图3-105所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场，区域Ⅰ磁场方向垂直斜面向下，区域Ⅱ磁场方向垂直斜面向上，磁场宽度均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框，由静止开始下滑，沿斜面滑行一段距离后ab边刚越过ee进入磁场区域Ⅰ时，恰好做匀速直线运动，若当ab边到达gg与ff的中间位置时，线框又恰好做匀速直线运动，求：
(1)当ab边刚越过ee进入磁场区域Ⅰ时做匀速直线运动的速度v;
(2)当ab边刚越过ff进入磁场区域Ⅱ时，线框的加速度a;
(3)线框从ab边开始进入磁场Ⅰ至ab边到达gg与ff的中间位置的过程产生的热量Q.
5.如图3-108甲所示，x轴上方为一垂直于平面xOy向里的匀强磁场，磁感应强度为B，x轴下方为方向平行于x轴，但大小一定(假设为E0)、方向作周期性变化的电场.在坐标为(R，R)的A点和第四象限中某点各放置一个质量为m，电量为q的正点电荷P和Q，P、Q的重力及它们之间的相互作用力均不计，现使P在匀强磁场中开始做半径为R的匀速圆周运动，同时释放Q，要使两电荷总是以相同的速度同时通过y轴，求：
(1)场强E0的大小及方向变化的周期;
(2)在如图乙所示的E-t图中作出该电场的变化图象(以释放电荷P时为
初始时刻，x轴正方向作为场强的正方向)，要求至少画出两个周期的图象.
6. 如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1=3300V，副线圈两端电压U2为220V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2V，求： (1)原线圈n1等于多少匝?
(2)当开关S断开时，表A2的示数I2=5A，则表A1的示数I1为多少? (3)当开关S闭合时，表A1的示数I1等于多少?
7.在真空室内，速度为v=6.410m/s的电子束连续地沿两平行导体极板的中心线射入，如图3-113所示，极板长L=8.010m，两极板间的距离d=5.010-27-3m，两极板不带电时，电子束将沿中心线射出极板.今在两极板间加上50Hz的交变电压u=U0sin100t(V)，发现有时有电子从两极板之间射出，有时则无电子从两极板间射出.若有电子射出的时间间隔与无电子射出的时间间隔之比为t1/t2=2∶1，则所加的交变电压的最大值U0为多大?(已知电子的质量为m=9.110-31kg，电量为e=1.610-19C)
8. 一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示。发电机内阻r=5.0，外电路电阻R=95，已知感应电动势的最大值为穿过每匝线圈磁通量的最大值，求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数。
9.如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m，带电量为-q的有孔小球从杆上A点无初速下滑，已知AB=h，小球滑到B点时速度大小为(1)小球从A到B过程中电场力做的功. (2)A、C两点电势差.
10.如图所示的正方形盒子开有a、b、c三个微孔，盒内有垂直纸面向里的匀强磁场.一束速率不同的`带电粒子(质量、电量均相同，不计重力)从a孔沿垂直磁感线方向射入盒中，发现从c孔和b孔有粒子射出，试分析下列问题： (1)判断粒子的电性;
(2)从b孔和c孔射出的粒子速率之比v1：v2; (3)它们在盒内运动时间之比为t1：t2.m=nm，其中m3gh，求：
11.如图所示，有一带电粒子(不计重力)紧贴A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹①从两板正中间飞出;当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹②落到B板中间.设两次射入电场的水平速度相同，试求：两次的电压之比U1：U2.
12.如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R =5 的电阻，导轨相距为L = 0.2 m.其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B = 5 T.质量为m = 1 kg的导体棒CD垂直于导轨放置并接触良好，其长度恰好也为L，电阻也为R.用平行于MN的恒力F向右拉动CD，CD棒与导轨间的动摩擦因数为0.2.已知CD棒运动中能达到的最大速度vm= 10 m/s，重力加速度g取10 m/s2.试求： (1)恒力F的大小;
(2)当CD达到最大速度时，电阻R消耗的电功率.
13.如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中.若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则求MN杆的下落速度ON
的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。
14.如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置。两导轨间距为L0，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m
(1)由b向a方向看到的装置如图9-14，在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑时，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。
15.如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中，(1)线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少?
(2)求线框a、b两点的电势差。
(3)求线框中产生的焦耳热。
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