高中物理综合题

如图所示，虚线上方有场强为E₁＝6×10⁴N/C的匀强电场，方向竖直向上，虚线下方有场强为E₂的匀强电场，电场线用实线表示，另外，在虚线上、下方均有匀强磁场，磁感应强度相等，方向垂直纸面向里，ab是一长为L＝0.3m的绝缘细杆，沿E₁电场线方向放置在虚线上方的电、磁场中，b端在虚线上，将一套在ab杆上的带电量为q＝－5×10^－8C的带电小环从a端由静止释放后，小环先作加速运动而后作匀速运动到达b端，小环与杆间的动摩擦因数μ＝0.25，不计小环的重力，小环脱离ab杆后在虚线下方仍沿原方向作匀速直线运动．

(1)请指明匀强电场E₂的场强方向，说明理由，并计算出场强E₂的大小；
(2)若撤去虚线下方电场E₂，其他条件不变，小环进入虚线下方区域后运动轨迹是半径为L/3的半圆，小环从a到b的运动过程中克服摩擦力做的功为多少？
 

如图所示，abcd是一个正方形的盒子，在cd边的中点有一个小孔e，盒子中存在着沿ad方向的匀强电场．一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v₀，经电场作用后恰从e处的小孔射出．现撤去电场，在盒中加一方向垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，粒子仍恰好从e孔射出．(粒子的重力和粒子间的相互作用力均可忽略)，则

(1)所加磁场的方向如何？
(2)电场强度E与磁感强度B的比值为多大？
 

如图所示，在直角坐标xoy的第一象限中分布着指向－y轴方向的匀强电场，在第四象限中分布着垂直纸面向里方向的匀强磁场，一个质量为m、带电＋q的粒子(不计重力)在A点(0，3)以初速V₀＝120m/s平行x轴射入电场区域，然后从电场区域进入磁场，又从磁场进入电场，并且只通过x轴上的P点(6，0)和Q点(8，0)各一次，已知该粒子的荷质比为q/m＝10⁸c/kg．

(1)画出带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹．
(2)求磁感强度B的大小．
 

汤姆生在测定阴极射线荷质比时采用的方法是利用电场、磁场偏转法．即测出阴极射线在匀强电场或匀强磁场中穿过一定距离时的偏角．设匀强电场的电场强度为E，阴极射线垂直电场射入、穿过水平距离L后的运动偏角为θ(θ较小，θ≈tanθ)(如图A)；以匀强磁场B代替电场，测出经过同样长的一段弧长L的运动偏角为(如图B)，试以E、B、L、θ、表示组成阴极射线粒子比荷q/m的关系式．

平行金属板相距为d，板间有磁感应强度为B的匀强磁场，按如图所示的方式接入电路．已知电源内阻为r，滑动变阻器的总电阻为R．有一个质量为m，电量为q的带电粒子，从两板正中间左端水平射入场区，不计重力．

(1)不给金属板充电，求粒子初速V₀多大时，可以垂直打在金属板上．
(2)闭合S，把滑动变阻器的滑片移到中点．粒子仍以相同的初速V₀射入板间，而从两板间沿直线穿过．求电源的电动势．
 

如图所示，水平导轨离地高度H＝0.8m，两导轨相距L＝0.5m，在靠近导轨边缘处放一金属直导线cd．cd质量m＝5g，匀强磁场竖直向上，磁感应强度B＝0.5T，当开关闭合后，cd由于受安培力作用飞离导线做平抛运动，其落地点离导轨边缘的水平距离s＝0.8m，试求：

(1)导线cd离开导轨时的速度；
(2)从S接通到导线cd离开导轨的这段时间内，通过导线的电量．
 

串列加速器是用来产生高能离子的装置，图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地(电势为零)．现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小．这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动，已知碳离子的质量m＝2.0×10^－26kg，U＝7.5×10⁵V，B＝0.50T，n＝2，基元电荷e＝1.6×10^－19C，求R．

（1）求导体棒所达到的恒定速度v₂；
（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？
（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？
（4）若t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t关系如图B。所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为v_t，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。

某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度 V₁＝40 m/s，然后再减速到V₂＝20 m/s，
t₁ =  = …；  t₂ =  = …；   t= t₁ + t₂
你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请完成计算；
若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果．

（1）圆环下落速度为v时的电功率；
（2）圆环下落的最终速度；
（3）当下落高度为h时，速度达最大，求从开始下落到此时圆环消耗的电能

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300
电阻R/Ω	300	280	260	240	220	200	180

(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式
（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多少牛顿？
（3）通过寻求压力与电流表中电流的关系，说明该测力显示器的刻度是否均匀？

（1）求该粒子在 x_o处电势能 Epx。
（2）试从牛顿第二定律出发，证明该带电粒子在极板间运动过程中，其动能与电势能之和保持不变。
  