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如圖所示；“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成，在金屬板A、B上同一高度處開有兩個小孔M、N，并在M、N之間固定一絕緣光滑平板，整個裝置靜止固定在水平面上．兩平行金屬板A、B接上電壓為150KV的穩(wěn)壓電源，兩金屬板間距為d=0.1m．現有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×10^-5C，質量為m=0.01kg，長度為l=0.04m的絕緣橡膠棒以v₀=10

3

m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中，設絕緣棒的電荷量對“U”形框架內的電場沒有影響．問：
（1）橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的加速度
（2）橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的速度．
（3）橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中增加的最大電勢能．

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如圖所示；“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成，在金屬板A、B上同一高度處開有兩個小孔M、N，并在M、N之間固定一絕緣光滑平板，整個裝置靜止固定在水平面上．兩平行金屬板A、B接上電壓為150KV的穩(wěn)壓電源，兩金屬板間距為d=0.1m．現有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×10^-5C，質量為m=0.01kg，長度為l=0.04m的絕緣橡膠棒以v₀=10

3

m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中，設絕緣棒的電荷量對“U”形框架內的電場沒有影響．問：
（1）橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的加速度
（2）橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的速度．
（3）橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中增加的最大電勢能．

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如圖所示；“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成，在金屬板A、B上同一高度處開有兩個小孔M、N，并在M、N之間固定一絕緣光滑平板，整個裝置總質量為M=1kg，靜止在光滑水平面上．兩平行金屬板A、B組成的電容器的電容為C=6.25×10^-7F，金屬板帶電量為Q=0.2C，間距為d=0.1m．現有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×1 0^-5C，質量為m=1kg，長度為l=0.1m的絕緣橡膠棒以v₀=10 m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中，設絕緣棒的電荷量對“U”形框架內的電場沒有影響．問：

(1)橡膠棒是否能夠全部進入“U”形框架內?

(2)“U”形框架的最終速度；

(3)橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中系統(tǒng)增加的電勢能．

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如圖所示；“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成，在金屬板A、B上同一高度處開有兩個小孔M、N，并在M、N之間固定一絕緣光滑平板，整個裝置靜止固定在水平面上．兩平行金屬板A、B接上電壓為150KV的穩(wěn)壓電源，兩金屬板間距為d=0.1m．現有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×10^-5C，質量為m=0.01kg，長度為l=0.04m的絕緣橡膠棒以v=10m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中，設絕緣棒的電荷量對“U”形框架內的電場沒有影響．問：
（1）橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的加速度
（2）橡膠棒剛好全部進入“U”形框架內的速度．
（3）橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中增加的最大電勢能．

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一．選擇題

1.C

2.D 

3.D 

4.D 

5.A 

6.C  

7. AC 

8. B

9.AC

10.C

二．實驗題

11 . 1．（1）×100；（2分）（2）T；（2分）

   2．20kΩ；（2分）

   3．（1）

①按電路圖連接好電路。

②將開關S與1連接。讀出此時電流表示數。

③將電阻箱調為最大，然后將S與2連接，調節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的示數與步驟（2）中電流表示數相同。讀出此時電阻箱的阻值R，則被測電阻R_x=R

④斷開電路整理好器材

（每空1分；順序顛倒但合理同樣給分。）

（2）實物圖連接略（2分）

12．（1）保證小球沿水平方向拋出（2分） （2）（2分）（3）0.52（2分）

三．計算題：

13．解析：設彈簧的彈性勢能為 E，小球的質量為 m，小球在空中運動的時間為 t，第一次彈出時小球的速度為 v 。

則有                                        ①   （2分）

運動的水平距離                                   ②   （1分）

設第二次彈出時小球的速度為 v₁ ，小車的速度為 v₂

則有                                         ③   （2分）

且                                   ④   （2分）

而                                        ⑤   （2分）

由①、②、③、④、⑤得                       （1分）

14.解析：（1）切割磁感線的速度為v，任意時刻線框中電動勢大小      

          ，（4分） 導線中的電流大小 （4分）

（2）線框所受安培力的大小和方向

  （4分）  由左手定則判斷、線框所受安培力的方向始終沿x軸正方向.

15.解：（1）帶負電粒子射入磁場后，由于受到洛倫茲力的作用，粒子將沿圖示的軌跡運動，從A點射出磁場，設O、A間的距離為L，射出時速度的大小仍為v，射出方向與x軸的夾角仍為θ，由洛倫茲力公式和牛頓定律可得：

qv₀B=m      （1分）

式中R為圓軌道半徑，解得：

R=                                                                 （2分）

圓軌道的圓心位于OA的中垂線上，由幾何關系可得：

=Rsinθ                                                             （2分）

聯解①②兩式，得：L=（2分）

所以粒子離開磁場的位置坐標為（-，0）（2分）

（2）因為T==（2分）

所以粒子在磁場中運動的時間，t＝（2分）

16．解析：(1)設帶電橡膠棒剛好全部進入“U”形框架時，達到與“U”形框架共速v，則由動能定理：……………………………………①

  由動量守恒：mv₀=(m+M)v………………………………………………………②

其中E=………………………………………………………………………③

由①②③式聯立得：L=0.3125(m)

∴L>l………………………………………………………………………………④

橡膠棒能全部進入“U”形框架.

(2)設相互作用過程中“U”形框架的最終速度為v₂,棒的最終速度為v₁

   由(1)知棒能全部穿出“U”形框架

   由動能定理：2×………………………………⑤

   由動量守恒：mv₀=mv₁+Mv₂ ……………………………………………………⑥

   由③⑤⑥式聯立得：v₂=2m/s……………………………………………………⑦

(3)系統(tǒng)增加的電勢能等于機械能的減小量

   △E=(J) ……………………………………………⑧

評分標準：本題共18分，①②③④⑤⑥⑦⑧式各1分。