高中物理计算题

如图所示，电容器两极板相距为d，两极板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为，一束电荷量相同的带正电的粒子从图中虚线方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为的匀强磁场，结果分别打在A.b两点，已知粒子带电量为q，ab之间的间距为，不计粒子所受重力及相互作用，求：

（1）粒子在匀强磁场中运动的速率。
（2）若打在b点的粒子的质量为，则打在a点的粒子的质量为多少。

如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在平面与水平面夹角，在导轨所在的平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E=6V，内阻r=0.5Ω的直流电源，现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）导体棒受到的安培力大小。
（2）导体棒受到的摩擦力的大小和方向。

两平行金属光滑导轨间的距离，导轨所在平面与水平面之间的夹角为，在导轨所在的空间内分布着磁感应强度大小、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，导轨的一端接有水平放置的线圈，内阻，面积为，匝数匝。已知线圈平面内有垂直平面向上的磁场以的变化率均匀减小，现将一质量kg、内阻的导体棒垂直导轨放置，与导轨接触良好，开关S接通后撤去外力导体棒能保持静止，重力加速度。（，）求：

（1）线圈上产生的电动势大小；
（2）通过定值电阻的电流大小.

如图所示，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R=0.2m，圆心为O，下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接．一带正电、质量为的物块(可视为质点)，置于水平轨道上的A点．已知A、B两点间的距离为L=1.0m，物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度为g="10" m/s².

（1）若物块在A点以初速度向左运动，恰好能到达圆周的最高点D，则物块的初速度应为多大？
（2）若整个装置处于方向水平向左、场强大小为的匀强电场中（图中未画出），现将物块从A点由静止释放，试确定物块在以后运动过程中速度最大时的位置(结果可用三角函数表示)；
（3）在（2）问的情景中，试求物块在水平面上运动的总路程．

假设某星球表面上有一倾角为的固定斜面，一质量为的小物块从斜面底端以速度9m/s沿斜面向上运动，小物块运动1.5s时速度恰好为零．已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为．（．），试求：

（1）该星球表面上的重力加速度g的大小；
（2）该星球的第一宇宙速度．

如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为 B 的圆形匀强磁场区域（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为 L 的匀强电场。电场强度大小为 E，方向竖直向上。当粒子穿出电场时速度大小变为原来的  倍。已知带电粒子的质量为 m，电量为 q，重力不计。粒子进入磁场前的速度如图与水平方向成θ＝60°角。求：

（1）粒子带什么性质的电荷；
（2）粒子在磁场中运动时速度多大；
（3）该最小的圆形磁场区域的面积为多大？

利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6 V，电源内阻r＝1 Ω，电阻R＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg，当将重物固定时，电压表的示数为5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5 V，求：

（1）电动机线圈的电阻R₁
（2）电动机以稳定的速度匀速提升重物时，消耗的电功率
（3）重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦，g取10 m/s²)．

边长为L＝0.2 m的正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，穿过该区域磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示。将边长为L/2，匝数n＝100，线圈电阻r＝1.0 Ω的正方形线圈abcd放入磁场，线圈所在平面与磁感线垂直，如图甲所示。求：

(1)回路中感应电流的方向及磁感应强度的变化率；
(2)在0～4.0 s内通过线圈的电荷量q；
(3)0～6.0 s内整个闭合电路中产生的热量。

如图所示，在水平轨道右侧安放半径为R=0.2m的竖直圆形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为L=1m，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然状态．质量为m=1kg的小物块A（可视为质点）从轨道右侧以初速度v₀=2 m/s冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道．物块A与PQ段间的动摩擦因数μ=0.2，轨道其他部分摩擦不计，重力加速度g=10m/s²．求：

（1）物块A与弹簧刚接触时的速度大小v₁；
（2）物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度h₁；
（3）调节PQ段的长度L，A仍以v₀从轨道右侧冲上轨道，当L满足什么条件时，物块A能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道．

“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为φ₁，内圆弧面CD的半径为，电势为φ₂。足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L。假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。

（1）求粒子到达O点时速度的大小；
（2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有2/3能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；
（3）同上问，从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN，求磁感应强度所满足的条件。试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子。

有一金属细棒ab，质量m=0.05kg，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图所示，轨道间距为L=0.5m，其平面与水平面的夹角为θ=37°，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=1.0T，金属棒与轨道的动摩擦因数μ=0.5，（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）回路中电源电动势为E=3V，内阻r=0.5Ω．（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）为保证金属细棒不会沿斜面向上滑动，流过金属细棒ab的电流的最大值为多少？
（2）滑动变阻器R的阻值应调节在什么范围内，金属棒能静止在轨道上？

物体静止在光滑水平面上，先对物体施加一水平向右的恒力，经过时间t后撤去，立即再对它施加一个水平向左的恒力，又经过时间4t物体回到出发点，此时物体的动能为50J，求：
（1）恒力与恒力的比值
（2）恒力对物体做的功和恒力对物体做的功各为多少

如图，传送带AB总长为l=10cm，与一个半径为R=0.4m的光滑四分之一圆轨道BC相切于B点，传送带速度恒为v=6m/s，方向向右，现有一个滑块以一定初速度从A点水平滑上传送带，滑块质量为m=10kg，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1，已知滑块运动到B端时，刚好与传送带同速，求：

（1）滑块的初速度，
（2）滑块能上升的最大高度h；
（3）求滑块第二次子啊传送带上滑行时，滑块和传送带系统产生的内能

一长为L的细线，上端固定，下端栓一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零，求：

（1）AB两点的电势差
（2）匀强电场的场强大小
（3）小球到达B点时，细线对小球的拉力大小

如图所示，一足够长的斜面倾斜角度为，现有一个质量为0.4 kg，带电荷量的小球以初速度v₀="5" m/s从斜面上A点竖直向上抛出。已知斜面所在的整个空间存在水平向右的匀强电场，电场强度为，重力加速度g=10m/s²。试求：

(1)小球在空中运动过程中速度的最小值；
(2)小球相对A所在水平面上升的最大高度H和小球再次落到与A在同一水平面的B点(图上未标出)时，小球距离A点的距离L_AB；
(3)小球再次落到斜面上时，速度方向与水平向右电场方向夹角的正切值。
(4)小球在空中运动过程中距离斜面最远的距离d