(2)线框的ab边刚进入磁场时线框的速度大小；
(3)线框abcd从全部在磁场中开始到全部穿出磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量。
18.(10分)图18甲所示，平行金属板PQ、MN水平地固定在地面上方的空间，金属板长 l=20cm，两板间距d=10cm，两板间的电压UMP=100V。在距金属板M端左下方某位置有一粒子源A，从粒子源竖直向上连续发射速度相同的带电粒子，射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸面向里的磁感应强度B=0.20T的圆形区域匀强磁场(图中未画出)后，恰好从金属板 PQ左端的下边缘水平进入两金属板间，带电粒子在电场力作用下恰好从金属板MN的右边缘飞出。已知带电粒子的比荷
qm=2.0×106C/kg，粒子重力不计，计算结果保留两位有效数字。
求：
(1)带电粒子射人电场时的速度大小； (2)圆形匀强磁场区域的最小半径；
(3)若两金属板间改加如图乙所示的电压，在哪些时刻进入两金属板间的带电粒子不碰到极板而能够飞出两板间。
海淀区高三年级第一学期期末练习
物理参考答案及评分标准 2013.1
一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。 题号 1 2 3 4 5 D 6 C 7 A 8 D 9 AB 10 ABC 答案 D BC B CD 二、本题共2小题，共15分。
11．（7分）（1）B，3分 （2）1.95~2.0范围均可，2分 0.6~0.75Ω范围均可 2分 12．（8分）（1）偏小，2分 甲 2分 （2）①将开关S2接1，闭合开关S1，保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变，记录此时电压表和电流表的示数U2、I2；????2分
②Rx=
U1I1?U2I2；????1分
③当单刀双掷开关S2接2，闭合开关S1时有，
U1I1U2I2= Rx +RA+Rp2；当单刀双掷开关S2接1，闭
合开关S1时有，
U2I2= RA+Rp2，所以有，Rx=
U1I1?，该实验中电流表的内阻所产生的影响两
次实验数据相减后被消除，电压表内阻对实验结果没有影响。????1分
说明：没有推导过程，只要说出“电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除，电压表内阻对实验结果没有影响”就给1分。
三、本题包括6小题，共55分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（8分）
（1）设电荷受到的电场力为F，运动的加速度为a，在t时间内运动的距离为s，电场力对电荷做的功为W，则
F=Eq????????????1分 F=ma
a= Eq/m????????????1分 s=
12at
2W=Fs
W=
Eqt2m222????????????3分
说明：由动量定理，qEt?mv，
12由动能定理，电场力做功W?mv，解得 W?2Eqt2m222同样给分。
（2）设A、B两点间的电势差为UAB，则 UAB=W/q????????????1分
UAB=
Eqt2m22????????????2分
14．（8分）
（1） 液滴带正电 ????????????1分
液滴受力示意图如图所示???????1分 （2）设匀强电场的电场强度为E，由图可知
Eq=mgtan? ????????????1分 E?mgtan?qf洛 F电 θ θ mg 14题答案图
????????????1分
（3）设液滴运动的速度为v，由图可知 mg=qvBcos? v=
mgqBcos?????????????1分
设MN之间的距离为d，则 d=vt=
mgtqBcos?????????????1分
液滴从M点运动到N，电场力做正功，电势能减少，设电势能减少量为?E ?E=Eqdcosθ????????????1分
?E= mgtan?mgtqBcos?cosθ
?E=
mgttan?qB22 ????????????1分
15．（9分）
（1）设金属杆的加速度大小为a，则
mgsin?－?mgcos?=ma??????????????2分
a=2.0m/s2??????????????1分
（2）设金属棒达到cd位置时速度大小为v、电流为I，金属棒受力平衡，有 mgsin?=BIL+?mgcos???????????????1分 I?BLvR??????????????1分
解得 v=2.0m/s??????????????1分
（3）设金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量为Q，由能量守恒，有
mgs?sin??12mv2??mgs?cos??Q?????2分
解得 Q=0.10J??????????????1分
16．（10分）
（1）设接通n个电热器时，实际使用的电热器都能正常工作，此时干路的电流为I，有
I?E?U额r?R1?R2?250?2002.5A=20A…………………………1分
P额U额1000200电热器的额定电流 I额??A?5.0A…………………………
1分
n=II额?205.0=4（个）…………………………1分
（2）设正常工作时干路电流为I，直流电动机对保温室供热的效率为?：
??U额IEI?200250=80%??????????3分
（3）设电热器消耗的总电功率最大时的电流为I1：
P热总=I1RI1=
2
热总
??????????1分
??????????1分
Er?R1?R2?R热总EP热总=(r?R1?R2?R热总）R
2热总
P热总=2（r?R1?R2-R热总）R热总E2
?（4r?R1?R2)当RPm=
热总
=r+R1+R2时，电热器消耗的总电功率有最大值?????1分
E24(r?R1?R2)=6250W?????1分
17．（10分）
（1）设线框的cd边刚进入磁场时线框导线中的电流为I1，依据题意、根据牛顿第二定律有
mg- B I1l1= I1=
2mg5Bl13mg5????????????1分
????????????1分
（2）设线框ab边刚进入磁场时线框的速度大小为v1，线框的cd边刚离开磁场时速度大小为
v2，线框的cd边刚离磁场时线框导线中的电流为I2，依据题意、牛顿第二定律有 B I2l1-mg= I2=
6mg5Bl1Bl1v2Rmg5
????????????1分
I2= v2=
????????????1分
6Rmg5Bl221????????????1分
22 v2?v1?2g(H?l2)
2 v1=v2?2g(H?l2)????????????1分
v1=
15Bl2212224436Rmg?50Bl1g(H?l2)????????????1分
（3）设线框abcd穿出磁场的过程中所用时间为?t，平均电动势为E，通过导线的平均电流为I?，通过导线某一横截面的电荷量为q，则
??Bl1l2E==????????????1分
?t?tI?=
ER?Bl1l2R?tBl1l2R????????????1分 ????????????1分
?t=q= I?
18．（10分）
（1）设带电粒子从PQ左边缘进入电场的速度为v，由MN板右边缘飞出的时间为t，带电粒
子在电场中运动的加速度为a，则 d? a? t?12at
2qUdmlv ????????????1分
2 则 v?qUl2dm2????????????1分
解得 v=2.0×104m/s????????????1分
（2）粒子进入电场时，速度方向改变了解90，可见粒子在磁场中转了四分之一圆周。设圆形匀强磁场区域的最小半径为r，粒子运动的轨道半径为R，则 qvB=mv2°
P Q
R ????1分
r o R A 18题答案图1
R?mvqB?0.05m????1分
M N
由图中几何关系可知
r=
22R =0.036m
圆形磁场区域的最小半径r=0.036m????1分
说明：圆形磁场区域的最小半径r=0.035m，也可以给这1分。
（3）带电粒子以v=2.0×104m/s进入两金属板间，穿过电场需要的时间为
t=l/v=1.0×10-5s，正好是交变电压的半个周期。