《2019年高考物理大二轮复习题型限时专练12计算题(四).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理大二轮复习题型限时专练12计算题(四).pdf（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专练 12 计算题(四)专练 12 计算题(四) (时间：25 分钟) 24. (2018贵州普通高中监测)如图所示，两光滑平行金属导轨置于水平面(纸面)内， 轨道间距为l，左端连有阻值为R的电阻一金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在磁感应强 度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场区域现对金属杆施加一水平向右的恒力，使其进入 磁场区域做初速度为零的变加速直线运动，到达图中虚线位置(仍在磁场中)时速度达到最 大，最大值为v0，金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好除左端所连电阻外，其他电 2 2 阻忽略不计求： (1)对金属杆施加的水平向右恒力F的大小； (2)金属杆达到最大速度时，电阻R的热功率 解析 (
2、1)当安培力大小等于水平恒力F时金属杆的速度最大，设此时的电流为I， 则 FF安 F安BIl IE R EBlv0 2 2 联立解得F 2B2l2v0 2R (2)设金属杆达到最大速度时，电阻R的热功率为P，则 PI2R 联立解得PB 2l2v2 0 2R 答案 (1) (2) 2B2l2v0 2R B2l2v2 0 2R 25(2018安徽省百所高中一模)P、P是平行板电容器的两极板，如图甲所示，P接 电源正极，P接电源负极，两极板间电压变化如图乙所示O处有一离子源，能不断逸出 比荷为 1108 C/kg 的正离子， 离子逸出时的速度不计， 经板间电场加速后， 沿虚线OO q m 穿过平行板
3、电容器，从O处射出(离子在加速过程中可认为板间电压不变)已知平行板电 容器极板长为 0.1 m，O、O分别是P、P两极板的中点平行板电容器右侧存在大小为 B(未知)、 方向垂直纸面向外的匀强磁场(未画出) 在P板右侧相距L0.05 m 处有一荧光 屏MM，M点与O点等高，MM长 m，M端固定在铰链上，MM可绕M点在图示位置与 2 20 虚线位置之间转动 (1)当MM处于竖直位置时， 欲使所有离子均不能打在MM上， 求磁感应强度B的取值 范围 (2)若B0.2 T， 则当MM从图示竖直位置沿M点顺时针转动多大角度时， 荧光屏上的 发光长度最大？最大长度是多少？ 解析 (1)离子在电场中运动的过程
4、中，根据qUmv2得，v 1 2 2qU m vm 1106 m/s 2qUm m 根据洛伦兹力提供向心力，有qvB，得r，可知速度越大，离子在磁场中做圆 mv2 r mv qB 周运动的半径也越大，假设出射速度最大的离子刚好不能击中MM，如图 1 所示 则rmaxL0.05 m 结合rmaxmv m qB 得B0.2 T 欲使所有离子均不能打在MM上，则B0.2 T (2)离子从O点射出时，速度大小不同，但方向均垂直于平行板向右，这些离子在磁 场中做圆周运动的轨迹圆相切于O点，如图 2 所示，不管MM转动多大角度，总有某个离 子运动的轨迹圆和MM相切， 假设切点为N， 如图3所示， 根据几何关系， 恒有MNOML，N 点是所有离子中能击中MM上的最远位置，故所有离子中能击中MM的最远点与M点的距 离为L 如图 4 所示，根据几何关系分析可得，当MM转至虚线位置时，速度最大的离子击中 MM的位置是所有离子中能击中MM且与M点最近的位置， 设该击中点为N， 由于此时 OMM45，即速度偏向角为 45，故此时离子垂直击中MM，MNL0.05 m 则MM的发光长度 NNMNMNL m ( 2 20 mL) 2 2 20 答案 (1)B0.2 T (2)45 m 2 2 20