专题:磁场计算题（附答案详解）
1、如图所示，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直．已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用．求：
(1)磁场的磁感应强度大小；(2)甲、乙两种离子的比荷之比．
2、如图所示，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．一个氕核11H和一个氘21H先后从y轴上y＝h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向．已知11H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场.11H的质量为m，电荷量为q.不计重力．求：
(1)11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离；(2)磁场的磁感应强大小；
(3)21H第一次离开磁场的位置到原点O的距离．3、一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为l，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条状区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行．一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出．不计重力．(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；
(2)求该粒子从M点入射时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为
π
6，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间．
4、如图所示，竖直放置的平行金属板板间电压为U，质量为m、电荷量为＋q的带电粒子在靠近左板的P点，由静止开始经电场加速，从小孔Q射出，从a点进入磁场区域，abde是边长为2L的正方形区域，ab边与竖直方向夹角为45°，cf与ab平行且将正方形区域等分成两部分，abcf中有方向垂直纸面向外的匀强磁场B1，defc中有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2，粒子进入磁场B1后又从cf 上的M点垂直cf射入磁场B2中(图中M点未画出)，不计粒子重力，求：(1)粒子从小孔Q射出时的速度；(2)磁感应强度B1的大小；
(3)磁感应强度B2的取值在什么范围内，粒子能从边界cd间射出．
5、如图所示，在真空中xOy平面的第一象限内，分布有沿x轴负方向的匀强电场，场强E＝4×104 N/C，第二、三象限内分布有垂直于纸面向里且磁感应强度为B2的匀强磁场，第四象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为B1＝0.2 T
的匀强磁场．在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM，平板上开有一
个小孔P，在y轴负方向上距O点为 3 cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射α粒子，
且OS＞OP.设发射的α粒子速度大小v均为2×105 m/s，除了垂直于x轴通过P点的α粒子可以进入
电场，其余打到平板上的α粒子均被吸收．已知α粒子的比荷为
q
m＝5×107 C/kg，重力不计，试问：
(1)P点距O点的距离；(2)α粒子经过P点第一次进入电场，运动后到达y轴的位置与O点的距离；
(3)要使离开电场的α粒子能回到粒子源S处，磁感应强度B2应为多大？
6、如图25所示，在xOy平面的0≤x≤23a范围内有沿y轴正方向的匀强电场，在x＞23a范围内
某矩形区域内有一个垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为
＋q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向射入电场，从M点离开电场，M点坐标为(23a，
a)．再经时间t＝
3m
qB进入匀强磁场，又从M点正上方的N点沿x轴负方向再次进入匀强电场．不计
粒子重力，已知sin 15°＝
6－2
4，cos 15°＝
6＋2
4.求：
(1)匀强电场的电场强度；(2)N点的纵坐标；(3)矩形匀强磁场的最小面积．
7、如图甲所示，竖直挡板MN左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的匀强磁场，电场和
磁场的范围足够大，电场强度E＝40 N/C，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，选定
磁场垂直于纸面向里为正方向．t＝0时刻，一质量m＝8×10－4 kg、电荷量q＝＋2×10－4 C的微粒在
O点具有竖直向下的速度v＝0.12 m/s，O′是挡板MN上一点，直线OO′与挡板MN垂直，g取10
m/s2.求：(1)微粒再次经过直线OO′时与O点的距离；
(2)微粒在运动过程中离开直线OO′的最大高度．(3)水平移动挡板，使微粒能垂直射到挡板上，挡板
与O点间的距离应满足的条件．
8、如图所示，在竖直平面内，水平x轴的上方和下方分别存在方向垂直纸面向外和方向垂直纸面向
里的匀强磁场，其中x轴上方的匀强磁场磁感应强度大小为B1，并且在第一象限和第二象限有方向
相反、强弱相同的平行于x轴的匀强电场，电场强度大小为E1，已知一质量为m的带电小球从y轴
上的A(0，L)位置斜向下与y轴负半轴成60°角射入第一象限，恰能做匀速直线运动。
(1)判定带电小球的电性，并求出所带电荷量q及入射的速度大小；
(2)为使得带电小球在x轴下方的磁场中能做匀速圆周运动，需要在x轴下方空间加一匀强电场，试
求所加匀强电场的方向和电场强度的大小；
(3)在满足第(2)问的基础上，若在x轴上安装有一绝缘弹性薄板，并且调节x轴下方的磁场强弱，使
带电小球恰好与绝缘弹性板碰撞两次后从x轴上的某一位置返回到x轴的上方(带电小球与弹性板碰
撞时，既无电荷转移，也无能量损失，并且入射方向和反射方向与弹性板的夹角相同)，然后恰能做
匀速直线运动至y轴上的A(0，L)位置，则弹性板至少多长？带电小球从A位置出发返回至A位置过
程中所经历的时间。
1、【答案】 (1)4U
l v 1
(2)1∶4
【解析】 (1)设甲种离子所带电荷量为q 1、质量为m 1，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R 1，磁场
的磁感应强度大小为B ，由动能定理有q 1U ＝1
2
m 1v 21 ① 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q 1v 1B ＝m 1v 21
R 1
②
由几何关系知2R 1＝l ③ 由①②③式得B ＝4U
l v 1
. ④
(2)设乙种离子所带电荷量为q 2、质量为m 2，射入磁场的速度为v 2，在磁场中做匀速圆周运动的半径
为R 2.同理有q 2U ＝12m 2v 22 ⑤ q 2v 2B ＝m 2v 22R 2 ⑥由题给条件有2R 2＝l 2
⑦
由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙两种离子的比荷之比为q 1m 1∶q 2
m 2
＝1∶4
2、【答案】（1）s 1＝233h . （2） B ＝6mE
qh
. ⑨
(1)11H 在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示． 设11H 在电场中的加速度大小为a 1，初速度大小为v 1，它在电场中的运动时间为t 1，第一次进入磁场的位置到原点O 的距离为s 1.由运动学公式有
s 1＝v 1t 1 ① h ＝1
2a 1t 21
②
由题给条件，11H 进入磁场时速度的方向与x 轴正方向夹角θ1＝60°，11H 进入磁场时速度的y 分量的大小为a 1t 1＝v 1tan θ1 ③ 联立以上各式得s 1＝23
3
h . ④
(2)11H 在电场中运动时，由牛顿第二定律有qE ＝ma 1 ⑤
设11H 进入磁场时速度的大小为v ′1，由速度合成法则有v ′1＝v 21＋(a 1t 1)2 ⑥
设磁感应强度大小为B ，1
1H 在磁场中运动的圆轨道半径为R 1，有q v ′1B ＝m v ′21R 1
⑦
由几何关系得s 1＝2R 1sin θ1 ⑧ 联立以上各式得B ＝6mE
qh
. ⑨
(3)设21H 在电场中沿x 轴正方向射出的速度大小为v 2，在电场中的加速度大小为a 2得12(2m )v 22＝12
m v 2
1 ⑩ 由牛顿第二定律有qE ＝2ma
2 ? 设21H 第一次射入磁场时的速度大小为v ′2，速度的方向与x 轴正方向夹角为θ2，入射点到原点
的距离为s 2，在电场中运动的时间为t 2.由运动学公式有s 2＝v 2t 2 ?h ＝1
2a 2t 22
? v ′2＝v 22＋(a 2t 2)2
? sin θ2＝a 2t 2
v ′2
? 联立以上各式得s 2＝s 1，θ2＝θ1，v ′2＝2
2
v ′1 ?
设21H 在磁场中做圆周运动的半径为R 2，由⑦?式得R 2＝(2m )v ′2
qB ＝2R 1 ? 所以出射点在原点左侧． 设21H 进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为s ′2，由几何关系有s ′2＝2R 2sin θ2 ?
联立④⑧???式得，21H 第一次离开磁场时的位置到原点O 的距离为s ′2－s 2＝23
3
(2－1)h .
3、【解析】 (1)粒子运动的轨迹如图所示．(粒子在电场中的轨迹为抛物线，在磁场中为圆弧，上下对称)
(2)粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动．设粒子从M 点射入时速度的大小为v 0，在下侧电场中运动的时间为t ，加速度的大小为a ；粒子进入磁场的速度大小为v ，方向与电场方向的夹角为θ(见图(b))，速度沿电场方向的分量为v 1.
根据牛顿第二定律有qE ＝ma ①
式中q 和m 分别为粒子的电荷量和质量．由运动学公式有 v 1＝at ②l ′＝v 0t ③v 1＝v cos θ ④
粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其运动轨道半径为R ，由洛伦兹力公式和牛
顿第二定律得q v B ＝m v 2
R
⑤由几何关系得l ＝2R cos θ ⑥
联立①②③④⑤⑥式得v 0＝2El ′
Bl
. ⑦
(3)由运动学公式和题给数据得v 1＝v 0cot π
6
⑧
联立①②③⑦⑧式得q m ＝43El ′
B 2l 2
⑨设粒子由M 点运动到N 点所用的时间为t ′，则t ′＝2t ＋
2(π2－π6
)2π
T ⑩ 式中T 是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期．T ＝2πm
qB
?
由③⑦⑨⑩?式得t ′＝Bl E (1＋3πl
18l ′
)．
4、【答案】 (1)2qU m (2)1L mU q (3)1L 2mU
q ≤B 2≤2(2＋32)7L mU q
【解析】 (1)在两板间由动能定理有：qU ＝12m v 2解得：v ＝2qU
m
.
(2)进入磁场B 1后，粒子做匀速圆周运动，设半径为r 1，轨迹如图所示，由几何关系有：r 1＝L
sin 45°
＝
2L
由q v B 1＝m v 2r 1，联立解得：B 1＝1L mU
q
.
(3)能从cd 边射出，则对应轨迹如图所示，恰好从c 点射出
时，设此时半径为r 2，则有：r 2＝cM 2＝2L ＋L －2L 2＝(3－2)L
2
由q v B 2＝m v 2
r 2
解得：B 2＝2(2＋32)7L mU
q
若恰好与de 边相切，设此时半径为r 3， 则有：r 3＝L
同理可以得到：B 2＝1L 2mU q 综上可得到：1L 2mU
q ≤B 2≤2(2＋32)7L mU q
时，粒子能从cd 间
射出．
5、【解析】 (1)α粒子从S 射出经过磁场B 1后，能从P 点垂直x 轴通过的运
动轨迹如图所示，由公式B 1q v ＝m v 2r 可知，粒子的轨道半径r ＝m v
B 1q
＝0.02 m ，
由几何关系可知：cos θ＝OS r ＝3
2
，则θ＝30°，
由此可知P 点距O 点的距离OP ＝r －r sin θ＝0.01 m.
(2)α粒子进入电场后做类平抛运动，x 轴：x ＝OP ＝1
2
at 2，y 轴：y ＝v t ，
加速度为：a ＝qE
m
＝2×1012 m/s 2，粒子到达y 轴位置与O 点的距离为：y ＝0.02
m.
(3)设在y 轴射出电场的位置到粒子源S 的距离为H ＝y ＋OS ＝(2＋3)×10－
2 m ，
设粒子在y 轴射出电场方向与y 轴正方向夹角为φ，由tan φ＝at
v ＝1，可知：φ＝45°，
则α粒子射入磁场B 2的速度大小v ′＝2v ， α粒子能回到粒子源S 处可分以下两种情况处理：
①粒子经B 2磁场偏转后直接回到粒子源S 处，如图乙所示．
设粒子在B 2磁场中做圆周运动的半径为R ，由几何关系可知，cos 45°＝R
H
，则
R ＝2＋32
×10－2 m ，由公式B 2q v ′＝m v ′2R ，得到B 2＝m v ′qR ＝4(2－3)5 T.
②粒子经B 2磁场偏转后进入B 1磁场偏转再回到离子源S 处，如图丙所示．
则粒子进入B 1磁场的偏转半径r ′＝m v ′qB 1＝2m v qB 1
＝2r ＝22×10－
2 m ，
由几何关系可知，cos 45°＝R ′H ＋2r ′，则R ′＝6＋32
×10－
2 m ，
由公式B 2q v ′＝m v ′2R ′，得到B 2＝m v ′qR ′＝0.8
6＋3
T ＝4(6－3)165 T.
6、【解析】(1)粒子从O 点运动到M 点的过程中做类平抛运动．设其在电场中的运动时间为t 0，则有
23a ＝v 0t 0，a ＝qEt 20
2m ，联立可得E ＝m v 206qa
.
(2)设粒子运动到M 点时速度大小为v ，
偏转角为θ，则有v y ＝qE m t 0，v ＝v 20＋v 2
y ，tan θ＝v y v 0
， 代入数据解得v y ＝33v 0，v ＝23
3v 0
，θ＝30°.
由题意可知，设粒子从P 点进入磁场，从Q 点离开磁场，则有MP ＝v t ，代入数据解得MP ＝2m v 0
qB
.
设粒子在磁场中以C 点为圆心做匀速圆周运动，半径为R ，MP 与MC 的夹角为α，过C 点 CD ⊥MN
于点D ，则有q v B ＝m v 2R ，解得R ＝23m v 03qB ，tan α＝R
MP
，解得α＝30°.
由MP ＝MD ，所以N 点的纵坐标为y N ＝R ＋MD ＋a ，将R ＝23m v 03qB 代入可解得y N ＝2(3＋3)m v 0
3qB
＋a .
(3)由几何关系可知，粒子在矩形磁场中的偏转角(即圆心角)为β＝150°，若使矩形磁场面积最小，有PQ ＝2R cos 15°，矩形的另一边长为R (1－sin 15°)，故矩形磁场的最小面积为
S min ＝2R 2
cos 15°(1－sin 15°)，代入数据可解得S min ＝2(2＋6－1)m 2v 203q 2B
2
. 7、【答案】 (1)1.2 m (2)2.48 m (3)L ＝(1.2n ＋0.6)m(n ＝0,1,2，…)
【解析】 (1)根据题意可知，微粒所受的重力G ＝mg ＝8×10－
3 N ①
电场力大小F ＝qE ＝8×10－
3 N ② 因此重力与电场力平衡，微粒先在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，
则q v B ＝m v 2
R
③
由③式解得R ＝0.6 m ④
由T ＝2πR
v ⑤ 得：T ＝10π s ⑥
则微粒在5π s 内转过半个圆周，再次经直线OO ′时与O 点的距离L ＝2R ⑦
将数据代入上式解得L ＝1.2 m ．⑧
(2)微粒运动半周后向上匀速运动，运动的时间为t ＝5π s ，轨迹如图所示． 位移大小： s ＝v t=1.88 m ⑩
因此，微粒离开直线OO ′的最大高度 H ＝s ＋R ＝2.48 m ．?
(3)若微粒能垂直射到挡板上的某点P ，P 点在直线OO ′下方时，由图象可以知道，挡板MN 与O 点间的距离应满足 L ＝(2.4n ＋0.6)m(n ＝0,1,2，…)?
若微粒能垂直射到挡板上的某点P ，P 点在直线OO ′上方时，由图象可知，挡板MN 与O 点间的距离应满足 L ＝(2.4 n ＋1.8)m(n ＝0,1,2，…)?
结合两式可知L ＝(1.2n ＋0.6)m(n ＝0,1,2，…)．
8、答案 (1)负电 3mg 3E 1 2E 1B 1 (2)竖直向下 3E 1 (3)233L 53πB 1L 3E 1＋2B 1L
E 1
解析 (1)小球在第一象限中的受力分析如图所示，所以带电小球带负电。mg ＝qE 1tan 60°，q ＝3mg
3E 1
。
又qE 1＝q v B 1cos 60°，即v ＝2E 1
B 1
。
(2)小球若在x 轴下方的磁场中做匀速圆周运动，必须使得电场力与重力二力平衡，即应施加一竖直向下的匀强电场，满足qE ＝mg ，即E ＝3E 1。
(3)要想让小球恰好与弹性板发生两次碰撞，并且碰撞后返回x 轴上方空间匀速运动到A 点，则其轨迹如图所示。
由几何关系可知：3PD ＝2ON ，ON OA ＝ON
L
＝tan 60°
联立上述方程解得PD ＝DN ＝233L ，R ＝2
3
3L 。
设在x 轴下方的磁感应强度为B ，则满足q v B ＝m v 2R T ＝2πm
qB
。
从N 点运动到C 点的时间为：t ＝3×360°－60°360°T=53πB 1L
3E 1
。
联立上式解得t ＝由几何关系可知L
AN
＝cos 60°。
在第一象限运动的时间t 1和第二象限中运动的时间t 2相等，且 t 1＝t 2＝AN v ＝2L v ＝B 1L
E 1
。
所以带电小球从A 点出发至回到A 点的过程中所经历的总时间为t 总＝t ＋t 1＋t 2。
联立上述方程解得t 总＝53πB 1L 3E 1＋2B 1L
E 1
。
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6.磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1,即末、初磁通量之差. (1)磁感应强度B 不变,有效面积S 变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B ·ΔS. (2)磁感应强度B 变化,磁感线穿过的有效面积S 不变时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=ΔB ·S. (3)磁感应强度B 和有效面积S 同时变化时,则ΔΦ=Φ2-Φ1=B 2S 2-B 1S 1. 注意几个概念： （1）磁通量Φ：某时刻穿过磁场中某个面的磁感应线条数，若穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用Φ=B ·S ，应考虑相反方向的磁感应或抵消以后所剩余的磁通量。 （2）磁通量变化量ΔΦ：穿过某个面的磁通量随时间的变化量。注意开始和转过180o时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，ΔΦ=2B ·S ，而不是零。 （3）磁通量的变化率ΔΦ/Δt ：表述磁场中穿过某一面的磁通量变化快慢的物理量。它既不表示磁通量的大小也不表示磁通量变化的多少，在Φ-t 图像中，可用图形的斜率表示。 剖析： ① 磁通量?的实质就是穿过某面积的磁感线的条数。 ② 磁感线除了有大小以外，还有方向，但它是个标量。磁通量的方向仅仅表示磁感线沿什么方向穿过 某面积，其运算不满足矢量合成的平行四边形定则，只满足代数运算，在求其变化量时，事先要设正方向，并将“+”、“-”号代入。 ③ 由磁通量的定义θ?sin BS =可得：θ ? sin S B = ，此式表示“磁感应强度B 大小等于穿过垂直于磁 场方向的单位面积的磁感线条数”，所以磁感应强度又被叫做“磁感密度”。 [例题1] .如图10-1-4所示，面积大小不等的两个圆形线圈A 和B 共轴套在一条形磁铁上，则穿过A 、B 磁通量的大小关系是A ?＿＿＿＿B ?。 解析：磁铁内部向上的磁感线的总条数是相同的，但由于线圈A 的面积大于B 的，外部穿过线圈向下的磁感线的条数A 的大于B 的，所以A ?＜B ?。 10-1-4
《向心力的计算》 一、计算题 1.如图所示，长为L的细绳一端与一质量为m的小球可看成质点 相连，可绕过O点的水平转轴在竖直面内无摩擦地转动．在最 低点a处给一个初速度，使小球恰好能通过最高点完成完整的圆 周运动，求： 小球过b点时的速度大小； 初速度的大小； 最低点处绳中的拉力大小． 2.如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直 轨道相切，半径，物块A以的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨上P处静止的物块B碰撞，碰后粘在一起运动。P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段，光滑段交替排列，每段长度都为。物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为，A、B的质量均为重力加速度g 取；A、B视为质点，碰撞时间极短。 求A滑过Q点时的速度大小V和受到的弹力大小F； 若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值； 求碰后AB滑至第n个光滑段上的速度与n的关系式。
3.如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管 道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过秒后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰到。已知圆轨道半径为，小球的质量为，g取求 小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离 小球经过圆弧轨道的B点时，受到轨道的作用力的大小和方向？ 小球经过圆弧轨道的A点时的速率。 4.如图所示，倾角为的粗糙平直导轨与半径为R的光 滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内。一 质量为m的小滑块从轨道上离地面高为的D处无初速 下滑进入圆环轨道，接着小滑块从圆环最高点C水平飞出， 恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力。求： 小滑块在C点飞出的速率； 在圆环最低点时滑块对圆环轨道压力的大小； 滑块与斜轨之间的动摩擦因数。
高一物理计算题 1、在距地面10m高处，以10m/s的速度抛出一质量为1kg的物体，已知物体落地时的速度为16m/s，求：（g取10m/s2）（1）抛出时人对物体做功为多少？（2）飞行过程中物体克服阻力做的功是多少？ 2、汽车的质量为4×10 3㎏，额定功率为30kW，运动中阻力大小为车重的0.1倍。汽车在水 平路面上从静止开始以8×10 3 N的牵引力出发，求： （1）经过多长的时间汽车达到额定功率。 （2）汽车达到额定功率后保持功率不变，运动中最大速度多大？ （3）汽车加速度为0.5 m/s2 时速度多大？ 3、如图2所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在使斜面体向右水平匀速移动距离l，求： （1）摩擦力对物体做的功。 （2）斜面对物体的弹力做的功。 （3）斜面对物体做的功。 图2 4、如图所示，半径R=0.4m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A．一质量m=0.1kg的小球，以初速度v0=7m/s在水平地面上向左作加速度a=3m/s2的匀减速直线运动，运动4.0m后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点。求A、C之间的距离（g=10 m/s2）
5、AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端B 与水平直轨道相切，如图所示。一小球自A 点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为R ，小球的质量为m ，不计各处摩擦。求 （1）小球运动到B 点时的动能 （2）小球下滑到距水平轨道的高度为1 2 R 时的速度大小 （3）小球经过圆弧轨道的B 点和水平轨道的C 点时， 所受轨道支持力N B 、N C 各是多大？ 6、如图所示，在光滑水平桌面上有一辆质量为M 的小车，小车与绳子的一端相连，绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m 的砝码，砝码离地h 高。若把小车静止开始释放，则在砝码着地瞬间，求：（1）小车的速度大小。 （2）在此过程中，绳子拉力对小车所做的功为多少？ 7、如图，斜面倾角30θ=?，另一边与地面垂直，高为H ，斜面顶点有一个定滑轮，物块A 和B 的质量分别为1m 和2m ，通过一根不可伸长的细线连结并跨过定滑轮，开始时两物块都位于距地面的垂直距离为1 2 H 的位置上，释放两物块后，A 沿斜面无摩擦地上滑，B 沿斜面 的竖直边下落，且落地后不反弹。若物块A 恰好能到达斜面 的顶点，试求1m 和2m 的比值。（滑轮质量、半径及摩擦均忽略） O m A B C R A B H 2 30?
教学目标 知识目标 1、知道决定感应电动势大小的因素； 2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能对“磁通量的变化量”、“磁通量的变化率”进行区别； 3、理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式； 4、会用法拉第电磁感应定律解答有关问题； 5、会计算导线切割磁感线时感应电动势的大小； 能力目标 1、通过学生实验，培养学生的动手能力和探究能力． 情感目标 1、培养学生对实际问题的分析与推理能力。培养学生的辨证唯物注意世界观，尤其在分析问题时，注意把握主要矛盾． 教学建议 教材分析 理解和应用法拉第电磁感应定律，教学中应该使学生注意以下几个问题： ⑴要严格区分磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率这三个概念． ⑵求磁通量的变化量一般有三种情况： 当回路面积不变的时候，；
当磁感应强度不变的时候，； 当回路面积和磁感应强度都不变，而他们的相对位置发生变化（如转动）的时候，（是回路面积在与垂直方向上的投影）． ⑶E是时间内的平均电动势，一般不等于初态和末态感应电动势瞬时值的平均值，即： ⑷注意课本中给出的法拉第电磁感应定律公式中的磁通量变化率取绝对值，感应电动势也取绝对值，它表示的是感应电动势的大小，不涉及方向． ⑸公式表示导体运动切割磁感线产生的感应电动势的大小，是一个重要的公式．要使学生知道它是法拉第电磁感应定律的一个特殊形式，当导体做切割磁感线的运动时，使用比较方便．使用它计算时要注意B、L、v这三个量的方向必须是互相垂直的，遇到不垂直的情况，应取垂直分量． 建议在具体教学中，教师帮助学生形成知识系统，以便加深对已经学过的概念和原理的理解，有助于理解和掌握新学的概念和原理．在法拉第电磁感应定律的教学中，有以下几个内容与前面的知识有联系，希望教师在教学中加以注意： ⑴由“恒定电流”知识知道，闭合电路中要维持持续电流，其中必有电动势的存在；在电磁感应现象中，闭合电路中有感应电流也必然要存在对应的感应电动势，由此引出确定感应电动势的大小问题． ⑵电磁感应现象中产生的感应电动势，为人们研制新的电源提供了可能，当它作为电源向外供电的时候，我们应当把它与外电路做为一个闭合回路来研究，这和直流电路没有分别； ⑶用能量守恒和转化来研究问题是中学物理的一个重要的方法．化学电源中的电动势表征的是把化学能转化为电能的本领，感应电动势表征的是把机械能转化为电能的本领．
高中物理3-3《热学》计算题专项练习题(含 答案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
热学计算题（二） 1.如图所示，一根长L=100cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长L1=30cm的空气柱．已知大气压强为75cmHg，玻璃管周围环境温度为27℃．求： Ⅰ．若将玻璃管缓慢倒转至开口向下，玻璃管中气柱将变成多长？ Ⅱ．若使玻璃管开口水平放置，缓慢升高管内气体温度，温度最高升高到多少摄氏度时，管内水银不能溢出． 2.如图所示，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧． （i）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？ （ii）为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱气体的温度变为多少（大气压强P0=75cmHg，图中标注的长度单位均为cm） 3.如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg。左端开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm。现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求： ①粗管中气体的最终压强；②活塞推动的距离。
4.如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7℃的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封闭有长l1=14cm，的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2=24cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h=6cm，若把该装置移至温度恒为27℃的房间中（依然竖直放置），大气压强恒为p0=76cmHg，不计活塞与管壁间的摩擦，分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度． 5.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0，温度为T0．设外界大气压强为P0保持不变，活塞横截面积为S，且mg=P0S，环境温度保持不变．求：在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B下降的高度． 6.如图，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为S A：S B=1：2，两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动．两个气缸都不漏气．初始时，A、B 中气体的体积皆为V0，温度皆为T0=300K．A中气体压强P A=1.5P0，P0是气缸外的大气压强．现对A加热，使其中气体的体积增大V0/4，,温度升到某一温度T．同时保持B中气体的温度不变．求此时A中气体压强（用P 0表示结果）和温度（用热力学温标表达）
高中物理磁场经典计算题训练（一） 1.弹性挡板围成边长为L = 100cm 的正方形abcd ，固定在光滑的水平面上，匀强磁场竖直向下，磁感应强度为B = 0.5T ，如图所示. 质量为m =2×10-4kg 、带电量为q =4×10-3C 的小球，从cd 边中点的小孔P 处以某一速度v 垂直于cd 边和磁场方向射入，以后小球与挡板的碰撞过程中没有能量损失. （1）为使小球在最短的时间内从P 点垂直于dc 射出来，小球入射的速度v 1是多少？ （2）若小球以v 2 = 1 m/s 的速度入射，则需经过多少时间才能由P 点出来？ 2. 如图所示, 在区域足够大空间中充满磁感应强度大小为B 的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里.在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 的等边三角形框架DEF , DE 中点S 处有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE 边向下，如图（a ）所示.发射粒子的电量为+q ,质量为m ,但速度v 有各种不同的数值.若这些粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试求： （1）带电粒子的速度v 为多大时,能够打到E 点? （2）为使S 点发出的粒子最终又回到S 点,且运动时间最短,v 应为多大?最短时间为多少? （3）若磁场是半径为a 的圆柱形区域，如图（b ）所示(图中圆为其横截面)，圆柱的轴线通过等边三角形的中心O ，且a =)10 1 33( L .要使S 点发出的粒子最终又回到S 点，带电粒子速度v 的大小应取哪些数值？ 3.在直径为d 的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于圆面指向纸外．一电荷量为q ， 质量为m 的粒子，从磁场区域的一条直径AC 上的A 点射入磁场，其速度大小为v 0,方向与AC 成α．若此粒子恰好能打在磁场区域圆周上D 点，AD 与AC 的夹角为β，如图所示．求该匀强磁场的磁感强度B 的大小． a b c d A C F D （a ） （b ）
磁通量 一、 磁通量的定义 穿过一个面的磁感线的条数 磁通量公式= B ·S ，其中S 指垂直B 方向的面积 1、（2009年安徽卷）20．如图甲所示，一个电阻为R ，面积为S 的矩形导线框abcd ，水平旋转在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，方向与ad 边垂直并与线框平面成450角，o 、o’ 分别是ab 和cd 边的中点。现将线框右半边obco’ 绕oo’ 逆时针900到图乙所示位置。在这一过程中，导线中通过的电荷量是 A ． 2BS 2R B ． 2BS R C ．BS R D ．0 答案：A 解析：对线框的右半边（obco ′）未旋转时 a a b b c c d d B B 450 450 甲 乙 o o o / o / b ( c ) b ( c )
整个回路的磁通量12BSsin 452 o BS Φ== 对线框的右半边（obco ′）旋转90o 后，穿进跟穿出的磁通量相等，如右 图整个回路的磁通量20Φ=。212 BS 2 ?Φ=Φ-Φ= 。根据公式22BS q R R ?Φ= =。选A 二、S B ?=φ公式的理解 1、s 为磁场中的有效面积 2、合磁通 3、磁通量的方向 说明：磁通量是标量，它的方向只表示磁感线是穿入还是穿出，当穿过某一面积的磁感线有穿入的又有穿出的时，二者将互相抵消一部分，这类似于导体带电时的“净”电荷。 条形磁铁 1、如图所示，在垂直于条形磁铁的轴线的同一平面内，有两个圆形线圈A 和B 。问穿过这两个线圈的磁通量哪个大？ 两条通电直导线 2、如下图所示,在两根平行长直导线M 、N 中,通过同方向同强度的电流.导线框ABCD 和两导线在同一平面内.线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动.在移动过程中,线框中感生电流的方向: 图
磁通量及磁通量的变化专题训练 磁通量φ及磁通量Δφ的变化是磁场理论中一个很重要的基本概念 1、磁通量φ 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，定义式为φ=BS。如果面积S与磁感应强度B不垂直，可将磁感应强度B向着垂直于面积S和平行于面积S和方向进行正交分解，也可以将面积向着垂直于磁感应强度B的方向投影[这两种方法的基本物理原理是：B∥S时，φ=0；B⊥S时，φ为最大（BS）]。 2、磁通量的变化Δφ 由公式：φ=BS可得 BΔS（实际面积的变化、与磁感应强度间夹角的变化，就是有效面积的变化）Δφ=SΔB（B是矢量，它的变化有三种情况） ΔSΔB（B是矢量，它的变化有三种情况） 可见磁通量φ是由B、S及角度θ共同决定的，磁通量的变化情况应从这三个方面去考虑 巩固练习 一、选择题 1、下列关于磁通量的说法中，正确的是 A．穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积 B．在匀强磁场中，穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积 C．穿过一个面的磁通量就是穿过该面单位面积的磁感线的条数D．穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线的条数 2、如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量φa、φb的大小关系为A．φa＞φb B．φa＜φb C．φa＝φb D．无法比较 3、一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角。将abcd绕ad 轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为 A．0 B．2BS C．2BScosθD．2BSSinθ 4、如图所示，矩形线框abcd的长和宽分别为2L和L，匀强磁场的磁感应强度为B，虚线为磁场的边界。若线框以ab边为轴转过60°的过程中，穿过线框的磁通量的变化情况是 A．变大B．变小 C．不变D．无法判断
四、力学计算题集粹（49个） 1．在光滑的水平面，一质量ｍ＝1ｋｇ的质点以速度ｖ０＝10ｍ／ｓ沿ｘ轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图1-70所示，求： 图1-70 （1）如果质点的运动轨迹与直线ＯＡ相交于Ｐ点，则质点从Ｏ点到Ｐ点所经历的时间以及Ｐ的坐标；（2）质点经过Ｐ点时的速度． 2．如图1-71甲所示，质量为1ｋｇ的物体置于固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力Ｆ，1ｓ末后将拉力撤去．物体运动的ｖ-ｔ图象如图1-71乙，试求拉力Ｆ． 图1-71 3．一平直的传送带以速率ｖ＝2ｍ／ｓ匀速运行，在Ａ处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间ｔ＝6ｓ，物体到达Ｂ处．Ａ、Ｂ相距Ｌ＝10ｍ．则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率，物体能较快地传送到Ｂ处．要让物体以最短的时间从Ａ处传送到Ｂ处，说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍，则物体从Ａ传送到Ｂ的时间又是多少? 4．如图1-72所示，火箭平台上放有测试仪器，火箭从地面起动后，以加速度ｇ／2竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为起动前压力的17／18，已知地球半径为Ｒ，求火箭此时离地面的高度．（ｇ为地面附近的重力加速度） 图1-72 5．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ·ｓ２） 图1-73 6．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算： （1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样? （2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２） （3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位? （注：飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅
动量计算题 1．(2012年广州调研)两个质量不同的物体，如果它们的 A ．动能相等，则质量大的动量大 B ．动能相等，则动量大小也相等 C ．动量大小相等，则质量大的动能小 D ．动量大小相等，则动能也相等 1.答案：AC 解析：由动能与动量的关系式p=2k mE 可知，动能相等，则质量大的动量大，选项A 正确B 错误；由动能与动量的关系式E k =p 2/2m 可知，动量大小相等，则质量大的动能小，选项C 正确D 错误。 2.（2012年重庆期末）如题21图所示，光滑圆形管道固定在竖直面内．直径略小 于管道内径可视为质点的小球A 、B 质量分别为m A 、m B ，A 球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，与静止于管道最低处的B 球相碰，碰后A 、B 球均能刚好达到与管道圆心O 等高处，关于两小球质量 比值B A m m 的说法正确的是： A ．B A m m =2+1 B ．B A m m =2-1 C ．B A m m =1 D ． B A m m =2 2.答案：A 解析：A 球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，由机械能守恒定律， m A g2R=2 1m A v 2，到最低点速度v=2R g ，A 球与B 球碰撞，动量守恒，m A v= m B v B +m A v A ；根据碰后A 、B 球均能刚好达到与管道圆心O 等高处，由机械能守恒定律，mgR=2 1mv 2，解得v B =v A =R 2g ，联立解得：B A m m =2+1，选项A 正确。 3．（2012年北京房山期末）如图所示，放在光滑水平面上的矩形滑块是由不同材 料的上下两层粘在一起组成的。质量为m 的子弹以速度v 水平射向滑块，若击中上层，则子弹刚好不穿出；如图a 若击中下层，则子弹嵌入其中,如图b,比较上述两种情况，以下说法中不正确．．． 的是 A ．两次滑块对子弹的阻力一样大 B ．两次子弹对滑块做功一样多 C ．两次滑块受到的冲量一样大
届高三物理电磁感应知识点 物理二字出现在中文中，是取格物致理四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。小编准备了高三物理电磁感应知识点，具体请看以下内容。 1.电磁感应现象 电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 (1)产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即0。 (2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 (3)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 (1)定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S，即=BS，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过
该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.楞次定律 (1)楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即增反减同。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。 (3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍 原电流的变化(自感)。 4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=n/t
高中物理磁场经典计算 题专题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
1、弹性挡板围成边长为L= 100cm 的正方形abcd ，固定在光滑的水平面上，匀强磁场竖直向下，磁感应强度为B = 0.5T ，如图所示. 质量为m=2×10-4kg 、带电量为q=4×10-3C 的小球，从cd 边中点的小孔P 处以某一速度v 垂直于cd 边和磁场方向射入，以后小球与挡板的碰撞过程中没有能量损失. （1）为使小球在最短的时间内从P 点垂直于dc 射出来，小球入射的速度v 1是多少？ （2）若小球以v 2 = 1 m/s 的速度入射，则需经过多少时间才能由P 点出来？ 2、如图所示, 在区域足够大空间中充满磁感应强度大小为B 的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里.在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 的等边三角形框架DEF, DE 中点S 处有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE 边向下，如图（a ）所示.发射粒子的电量为+q,质量为m,但速度v 有各种不同的数值.若这些粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试求： （1）带电粒子的速度v 为多大时,能够打到E 点? （2）为使S 点发出的粒子最终又回到S 点,且运动时间最短,v 应为多大最短时间为多少 （3）若磁场是半径为a 的圆柱形区域，如图（b ）所示(图中圆为其横截面)，圆柱的轴线通过等边三角形的 中心O ，且a=) 10133( L.要使S 点发出的粒子最终又回到S 点，带电粒子速度v 的大小应取哪些数值？ 3、在直径为d 的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于圆面指向纸外．一电荷量为q ，质量为m 的粒子，从磁场区域的一条直径AC 上的A 点射入磁场，其速度大小为v 0,方向与AC 成 磁场区域圆周上D 点，AD 与AC 的夹角为β，如图所示．求该匀强磁场的磁感强度 a b c d A F D （a ） （b ）
（2009年高考宁夏理综卷） 34. [物理——选修3-3]（15分） (2)(10分)图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞 开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。 容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0，温度为T0=273K，连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求 （i）第二次平衡时氮气的体积； （ii）水的温度。 6.(2012全国新课标).[物理——选修3-3]（15分） （1）（6分）关于热力学定律，下列说法正确的是_________ （填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。 A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D.不可能使热量从低温物体传向高温物体 E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 （2）（9分）如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中，B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。 （i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位） （ii）将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。15、(2013年海南物理)如图，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连，气缸与竖直管的横截面面积之比为3：1，初始时，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定量的气体，气柱高度为l（以cm为单位）；竖直管内的水银面比气缸内的水银面高出3l/8。现使活塞缓慢向上移动11l/32，这时气缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上，求初始时气缸内气体的压强（以cmHg 为单位） 16、(2013年新课标Ⅰ卷) 如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为P o和P o/3;左活塞在气缸正中间，其上方为真空; 右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦。求: (i) 恒温热源的温度T; (ii) 重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积V x。 17、(2013年新课标Ⅱ卷)如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm。已知大气压强为P0=75.0cmHg。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l1’=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。 3l/8 l
2、磁通量 磁感线和电场线一样也是一种形象描述磁场强度大小和方向分布的假想的线，磁感线上各点的切线方向即该点的磁感应强度方向，磁感线的密疏，反映磁感应强度的大小。为了定量地确定磁感线的条数跟磁感应强度大小的关系，规定：在垂直磁场方向每平方米面积的磁感线的条数与该处的磁感应强度大小（单位是特）数值相同。这里应注意的是一般画磁感线可以按上述规定的任意数来画图，这种画法只能帮助我们了解磁感应强度大小；方向的分布，不能通过每平方米的磁感线数来得出磁感应强度的数值。 （1）磁通量的定义 穿过某一面积的磁感线的条数，叫做穿过这个面积的磁通量，用符号φ表示。 物理意义：穿过某一面的磁感线条数。 （2）磁通量与磁感应强度的关系 按前面的规定，穿过垂直磁场方向单位面积的磁感线条数，等于磁感应强度B，所以在匀强磁场中，垂直于磁场方向的面积S上的磁通量φ=BS。 若平面S不跟磁场方向垂直，则应把S平面投影到垂直磁场方向上。 当平面S与磁场方向平行时，φ=0。 公式 （1）公式：Φ=BS。
（2）公式运用的条件： a．匀强磁场；b．磁感线与平面垂直。 （3）在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。 此时，式中 即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称为“有效面积”。
（3）磁通量的单位 在国际单位中，磁通量的单位是韦伯（Wb），简称韦。磁通量是标量，只有大小没有方向。 (4)磁通密度 磁感线越密的地方，穿过垂直单位面积的磁感线条数越多，反之越少，因此穿过单位面积的磁通量——磁通密度，它反映了磁感应强度的大小，在数值上等于磁感应强度的大小， B =Φ/S。 六、磁场对电流的作用 1．安培分子电流假说的内容 安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。
磁通量、磁通量变化量的理解与应用 高考频度：★☆☆☆☆难易程度：★☆☆☆☆ 如图所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。则B圆内的磁通量 A．为零 B．是进去的 C．是出来的 D．条件不足，无法判别 【参考答案】B 【试题解析】穿过B环的磁通量分为两部分，一是环A内部的，方向向里，一是环A外部的方向向外，因为面积相等，但是环内部的磁感线密度比外部大，所以根据公式Φ=B·可得通过B圆环的磁通量是进去的。 【名师点睛】穿过B环的磁通量分为两部分，一是环A内部的，方向向里，一是环A外部的方向向外，环内部的磁感线密度比外部大。本题考查了磁通量的计算，关键是理解穿过B环的磁通量分为两部分和环内部的磁感线密度比外部大。 如图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直面内有一根通电直导线CD，已知CD∥AB。当CD竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将 A．逐渐增大B．逐渐减小 C．始终为零D．不为零，但保持不变 如图所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化是
A．先减小后增大 B．始终减小 C．始终增大 D．先增大后减小 一个直径为d的圆形线圈，垂直放置在磁感强度为B的匀强磁场中，现使线围绕其直径转过30°角，如图所示，则穿过线圈的磁通量的变化为______。 关于磁通量的概念，以下说法中正确的是 A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大 C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零 D．磁通量发生变化一定是磁场发生变化引起的。 某地地磁场磁感应强度B的水平分量B x=0.18×10–4 T，竖直分量B y=0.54×10–4 T。求：（1）地磁场B的大小及它与水平方向的夹角； （2）在水平面内2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ。 【参考答案】 C 根据右手定则可得CD产生的磁场在AB的水平面上方向垂直向里，即与AB是平行的，所以没有磁感线穿过圆，所以当CD竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量始终为零，C正确。 【名师点睛】CD产生的磁场方向与AB的水平面平行，所以没有磁感线穿过圆，当磁感线方向与圆环所在平面垂直时，通过圆环的磁通量为零。
2020年高中物理计算题专题复习 (3) 1.如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为、方向水平向左的匀强电场，在 第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场比荷的带正电的粒子，以初速度从x轴上的A点垂直x轴射入电场，，经偏转电场后进入磁场，在磁场中发生偏转，轨迹恰好与x轴相切，不计粒子的重力求： 粒子在电场中运动的加速度大小 求粒子经过y轴时的位置到原点O的距离 求磁感应强度B 2.如图甲所示为倾斜的传送带，正以恒定的速度v，沿顺时针方向转动，传送带的倾角为。一 质量的物块以初速度vo从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，物块到传送带顶端的速度恰好为零，其运动的图像如图乙所示，已知重力加速度为，，求： 内物块的加速度a及传送带底端到顶端的距离x；
物块与传送带闻的动摩擦因数； 物块与传送带间由于摩擦而产生的热量Q。 3.如图所示，水平传送带AB足够长，质量为的木块随传送带一起以的速度 向左匀速运动传送带的速度恒定，木块与传送带的动摩擦因数。当木块运动到最左端A点时，一颗质量为的子弹，以的水平向右的速度，正对射入木块并穿出，穿出速度，设子弹射穿木块的时间极短，取。求： 木块遭射击后远离A端的最大距离； 木块遭击后在传送带上向左运动所经历的时间。 4.如图所示，圆心角的圆弧轨道JK与半圆弧轨道GH都固定在竖直平面内，在两者之间 的光滑地面上放置质量为M的木板，木板上表面与H、K两点相切，木板右端与K端接触，左端与H点相距L，木板长度。两圆弧轨道均光滑，半径为R。现在相对于J点高度为3R的P点水平向右抛出一可视为质点的质量为m的木块，木块恰好从J点沿切线进入圆弧轨道，然后滑上木板，木块与木板间的动摩擦因数；当木板接触H点时即被黏住，木块恰好能运动到半圆弧轨道GH的中点。已知，重力加速度为g。
人教版高一物理必修1运动学计算题测试 1、一辆汽车以90km/h的速率在学校区行驶。当这辆违章超速行驶的汽车经过警车时，警车立即从静止开始以2.5m/s2的加速度匀加速度追去。 ⑴警车出发多长时间后两车相距最远？ ⑵警车何时能截获超速车？ ⑶警车截获超速车时，警车的速率为多大？位移多大？ 2、如图所示，公路上一辆汽车以v1＝10 m/s的速度匀速行驶，汽车行至A点时，一人为搭车，从距公路30 m的C 处开始以v2＝3 m/s的速度正对公路匀速跑去，司机见状途中刹车，汽车做匀减速运动，结果车和人同时到达B点，已知AB＝80 m，问：汽车在距A点多远处开始刹车?刹车后汽车的加速度有多大？ 3、一辆汽车从A点由静止出发做匀加速直线运动，用t=4s的时间通过一座长x=24m的平桥BC，过桥后的速度是 v c=9m/s．求： （1）它刚开上桥头时的速度v B有多大？ （2）桥头与出发点相距多远？ 4、一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶，现因故障紧急刹车并最终停止运动．已知汽车刹车过程加速度的大小为5m/s2，试求： （1）从开始刹车经过3s时的瞬时速度是多少？ （2）从开始刹车经过30m所用的时间是多少？ （3）从开始刹车经过5s，汽车通过的距离是多少？ 5、汽车刹车前以5m/s的速度做匀速直线运动，刹车获得加速度大小为0.4m/s2,求： （1）汽车刹车开始后10s末的速度； （2）汽车刹车开始后20s内滑行的距离；
6、A、B两车在同一直线上运动，A在后，B在前。当它们相距x0=8 m时，A在水平拉力和摩擦力的作用下，正以v A= 8 m/s的速度向右做匀速运动，而物体B此时速度v B=10m/s向右，它在摩擦力作用下以a = -2 m/s2做匀减速运动，求： （1）A未追上B之前，两车的最远距离为多少？ （2）经过多长时间A追上B？ （3）若v A=3m/s，其他条件不变，求经过多长时间A追上B？ 7、如图所示，A、B两个物体相距7 m时，A在水平拉力和摩擦力的作用下，以v A＝4 m/s向右做匀速直线运动，而物体B此时的速度是v B＝10 m/s，方向向右，它在摩擦力作用下做匀减速直线运动，加速度大小是2 m/s2，从图示位置开始计时，经过多少时间A追上B? 8、物体在斜坡顶端以1 m/s的初速度和0.5 m/s2的加速度沿斜坡向下作匀加速直线运动，已知斜坡长24米，求：(1) 物体滑到斜坡底端所用的时间。(2) 物体到达斜坡中点速度。 9、汽车前方120m有一自行车正以6m/s的速度匀速前进，汽车以18m/s的速度追赶自行车，若两车在同一条公路不同车道上作同方向的直线运动，求： （1）经多长时间，两车第一次相遇？ （2）若汽车追上自行车后立即刹车，汽车刹车过程中的加速度大小为2m/s2，则再经多长时间两车第二次相遇？10、A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度，B车在后，其速度， 因大雾能见度低，B车在距A车时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但B车要经过180才能停止，问：B车刹车时A车仍按原速率行驶，两车是否会相撞？若会相撞，将在B车刹车后何时相撞？若不会相撞，则两车最近距离是多少？ 11、如图所示，一小物块从静止沿斜面以恒定的加速度下滑，依次通过A，B，C三点，已知AB＝12 m，AC＝32 m，小球通过AB，BC所用的时间均为2 s，求： (1)小物块下滑时的加速度？ (2)小物块通过A，B，C三点时的速度分别是多少？
高中物理《功》专题计算 1、如图所示，斜面长为1米，倾角θ＝37°，把一个质量为10千克 的物体从斜面底端匀速地位到斜面顶端.要使拉力做的功最大，拉力F 与 斜面的夹角α为多大?功的最大值为多少?要使拉力F 做的功最少，拉力F 与斜面的夹角a 又为多大?功的最小值为多大?已知物体与斜面的滑动摩擦 系数为.(g 取10米/秒2.) 2、倾斜传送带与水平方向的夹角θ＝300，传送带以恒定 的速度v=10m/s 沿图示方向运动。现将一质量m ＝50kg 的物块 轻轻放在A 处，传送带AB 长为30m ，物块与传送带间的动摩擦因数为2 3= μ，且认为物块与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g ＝10m/s 2。则在物块从A 至B 的过程中： （1）开始阶段所受的摩擦力为多大？ （2）共经历多长时间？ （3）准确作出物块所受摩擦力随位移变化的函数图像； （4）摩擦力做的总功是多少？ 3、如图所示，质量m=60kg 的高山滑雪运动员，从 A 点由静止开始沿滑雪道滑下，从 B 点水平飞出后又落 在与水平面成倾角θ=37?的斜坡上C 点.已知AB 两点间 的高度差为h=25m ，B 、C 两点间的距离为s=75m ，(取 g=10m/s 2，sin370=，求： (1)运动员从B 点飞出时的速度v B 的大小； (2)运动员从A 到B 过程中克服摩擦力所做的功. 4、如图所示，两个底面积分别为2S 和S 的圆 桶，放在同一水平面上，桶内部装水，水面高分别 是H 和h 。现把连接两桶的闸门打开，最后两水桶中 水面高度相等。设水的密度为ρ，问这一过程中重 力做的功是多少？ 5、如图所示，光滑弧形轨道下端与水平传送带相接，轨道上的A 点到传送带的竖直距离及传送带地面的距离均为h=5m ，把一物体自A 点由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数2.0=μ。先让传送带不转动，物体滑上传送带后，从右端 B 水平飞离，落在地面上的P 点，B 、P 间的水平距离OP 为 x=2m ；然后让传送带顺时针方向转动，速度大小为 v=5m/s 。仍将物体自A 点由静止释放，求： (1)传送带转动时，物体落到何处？ (2)先后两种情况下，传送带对物体所做功之比. 6、质量为m 的飞机以水平速度v 0飞离跑道后逐渐上O x /m f /N B θ A v y x l h o
天津市第一百中学高三物理计算题训练 1、如图所示，质量为1kg的物体静置在水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力，1s末将拉力撤 去，物体运动的v—t图象如图所示，试求： （1）在0～3s内物体的位移； （2）滑动摩擦力的大小； （3）拉力的大小。 2、如图所示，在光滑水平面上放有一个长为L的长木板C，在C左端和距左端s处各放有一个小物块A、B，A、B都可视为质点，它们与C之间的动摩擦因数都是μ，A、B、C的质量都是m。开始时B、C静止，A以某一初速度v0向右运动。设B与C之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：⑴A相对于C向右滑动过程中，B与C之间的摩擦力大小。⑵为使A、B能够相碰，A的初速度v0应满足什么条件？ v0 A B C 3、如图所示，原来静止在水平面上的长纸带上放有一个质量为m的小金属块A。金属块离纸带左端距离为d，与纸带间动摩擦因数为μ。现用力向右将纸带从金属块下面抽出，设纸带的加速过程极短，可以认为一开始抽动纸带就做匀速运动。求：⑴金属块刚开始运动时所受的摩擦力大小和方向。⑵为了能把纸带从金属 块下面抽出，纸带的速度v应满足什么条件？ A v d 4、真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为53o（取sin37o=0.6，cos37o=0.8）。现将该小球从电场中某点以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出。求运动过程中 （1）小球受到的电场力的大小和方向； （2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量； （3）小球的最小动量的大小和方向。 5、如图所示，质量均为m的A、B两物体，用劲度为k的轻质弹簧相连，A被手用外力F提在空中静止，这时B离地面的高度为h。放手后，A、B下落，若B与地面碰撞后不再反弹，求：A从开始下落到其速度达到最大的过程中，A的重力势能的改变量。 A B h 6、如图所示，竖直的光滑杆上套着一轻质弹簧，弹簧长度为原长时，上端在O 点处。现将质量，m2=3kg 的圆环套在杆上，压缩弹簧，平衡于A点处，A点和O点间距为x0；再将一质量m1=6kg的圆环套在杆上，从距A点3x0处的B点由静止开始下滑并与m2碰撞后粘为一体。它们运动到C处时 速度达到最大值，此时动能E k=19．5J。已知弹簧劲度系数k=300N／m。求： (1)m1在与m2碰撞前瞬间的速度v；