Ek?mc2(1)AD (2)守恒
h(3)解:①由光电效应方程Ek?h??W0,结合图像可知金属的逸出功W0?E,极限频率为νc,所以h?c?W0?0,解得h?
E
?c
??h?3?c?W0?2E ②Ek
四、计算或论述题:本题共3小题,共47分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分. 13.解析:
(1)感应电动势: E=Blv 感应电流: I=E/R 安培力: F=BIl
线框在磁场区域做匀速运动时,其受力如图所示
F=mgsinθ
解得匀速运动的速度: v=mgRsinθ/Bl(2)解法一:由BIl =mgsinθ得,I?22
mgsin? BllB2l3, t??vmgRsin?Bl2所以q?It?
R解法二:平均电动势E?n????E,I?,q?I?t?n ?tRR 11
Bl2所以q?
R(3)解法一:通过磁场过程中线框沿斜面匀速运动了2 l的距离,
由能量守恒定律得:?E增=?E减
Q=2mglsinθ
解法二:Q?I2Rt
2
?mgsin??2lQ???R?2mglsin?
v?Bl?
14.解析:
(1)物体的加速度:a=μg=0.5×10=5m/s
2
v 物体加速运动的位移:x1=0?3.6m
2a加速运动的时间:t1=
2v0?1.2s a 匀速运动的位移:x2=L- x1=2.4m
匀速运动的时间:t2=
x2?0.4s v0 故物体在传送带上运动的总时间:t= t1+ t2=1.6s
(2)根据第(1)问,物块到达B端速度为vB=6m/s,假设能达到最高点C,
BC过程,由机械能守恒定律:解得:vC?4m/s
能通过最高点C的临界速度v?1212mvB?mg2R?mvC 22
gR?5m/s
因为vC?5m/s,所以物块能到达平台上
2vC在C点,由N?mg?m
R解得:N?22N
由牛顿第三定律得:物块对圆轨道C点的压力大小为22N
12
(3)调节传送带速度v0可使物块恰能到达C点,此时vC1? 物块从C点做平抛运动,R?gR?5m/s 122R1gt,t?s ?2g10
则xmin?vC1t?
2m 2调节传送带速度v0可使物块一直加速,设物块到达B点的最大速度vB1
22aL?vB1,vB1?2aL?60m/s
BC过程,由
1212mvB1?mg2R?mvC2 解得vC2?210m/s 22
则xmax?vC2t?2m
所以物块落在平台OE上到O点距离范围是
15.解析:
2m?x?2m 2
v2(1)由qvB?m可知:
ra粒子半径r1?mv2?m 周期T1? qBqB2??2m2mv?2T1 ?2r1 周期T2?qBqBT1T2? 24b粒子半径r2?a粒子第1次刚到达y轴历时?t?∴此时b粒子运动
12mv2mv,周,位置坐标为(—)
4qBqB(2)由图可知:ab可能在O、P点再次相遇
∵T2?2T1 ∴a、b粒子经过t?T2?4?m在O点再次相遇,该过程粒子不可能在P点相遇 qB 13
所以a、b粒子在t?4k?m时刻相遇 qB(k=1、2、3??)
(3)解法一:
由第(1)问分析可知,当a粒子第二次到达其圆轨迹最高点时(即a粒子运动了
3T1),2b粒子恰好在其圆轨迹的最低点,此时两粒子在y轴上投影的距离Δy最大。
考虑圆周运动的周期性,此后a粒子每运动两周,b粒子运动一周,两粒子在y轴上投影的距离Δy再次最大。
所以t?3(4n?3)?mT1?n?2T1?时?y最大 2Bq4mv Bq?ymax?4r1?
解法二:
v2由qvB?m可知:a粒子半径为r时,b粒子的半径为2r
R 由T?2?m可知:b的半径扫过?角时,a的半径扫过2?角 qB?y?r?rcos2??2rsin??r?r(1?2sin2?)?2rsin??2r(sin??sin?)?2r?sin??0.5??0.2522??
14
当sin???1时,?y有最大值4r,此时??2n??1.5? 即2n??1.5???t?(4n?3)?m2?tBqt 得:t?时?y最大 ?BqT22m?ymax?4r?
4mv Bq 15