(1)由
F0?tan?(1分),得F0 = mgtan?(1分) mg根据F0=qE0(1分),得E0?mgtan?(1分) q(2)因F? x图像中图线与x轴所围的面积表示电场力做功的大小,所以可用图线与x
轴所围成图形中,小正方形的数目表示电场力做功的量值。 每1个小正方形的面积所代表的电场力的功W0=F0x0(1分)
10P、M两点间F? x图线与x轴所围面积约有22(20~25)个小正方形,所以电场
11mgtan?力的功WPM=22W0=22F0x0=x0(1分)
510由WPM=qUPM(2分),得 UPM=11mgtan?x0(1分)
5q18.(9分)解:
Mmv2?m(1)根据牛顿第二定律和万有引力定律G(2分)
(R?h)2R?hGM?R(1分) v22?(R?h)2?GM(3分) T??vv3得h?(2)选无穷远处为零势能点。
根据机械能守恒定律Ek?G得Ek?G19.(10分)解:
(1)根据法拉第电磁感应定律,感应电动势E=Blv(1分)
导体棒水平向右匀速运动,受力平衡F安=BIl=F(1分) 所以I?Mm12Mm(2分) ?mv?GR2R?hMm12?mv(1分) R2F(1分) BL(2)a.
解法一:
如答题图所示,
每个自由电荷沿导体棒定向移动,都会受到水平向左的洛伦兹力f1=quB(1分) 所有自由电荷所受水平向左的洛伦兹力的合力宏观表现为安培力F安
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所以F安 =Nf1=NquB=F(1分)
F得u?(1分)
NqB解法二:设导体棒的横截面积为s,单位体积内自由电荷数为n。
f1 a f2 u + b 答题图
v q?nqus(1分) tF因为N=nls(1分),I?
BL根据电流的定义式I?所以u?b. 宏观角度:
F(1分) NqB非静电力对导体棒ab中所有自由电荷做功的功率等于感应电源的电功率 所以P非=P电= EI=Fv(1分) 拉力做功的功率P拉 =Fv(1分)
因此P非=P拉即非静电力做功的功率等于拉力做功的功率。 微观角度:
如答题图所示,对于一个自由电荷q,非静电力为沿棒方向所受洛伦兹力f2?qvB 非静电力对导体棒ab中所有自由电荷做功的功率P非= Nf2u(1分) 将u和f2代入得非静电力做功的功率P非=Fv(1分) 拉力做功的功率P拉 =Fv
因此P非=P拉即非静电力做功的功率等于拉力做功的功率。
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