高中物理综合题

如图甲所示,空间有一宽为2L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外.abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框,总电阻值为R.线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域.在运动过程中,线框ab、cd两边始终与磁场边界平行.设线框刚进入磁场的位置x=0,x轴沿水平方向向右.
在下面的乙图中,画出ab两端电势差U_ab随距离变化的图象(其中U₀=BLv).

甲

乙

丹麦物理学家奥斯特坚信，自然界各种现象之间存在着广泛的联系，就像电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁之间也应该存在着联系.在这一思想的指导下，奥斯特开始研究电和磁间的联系.你认为在奥斯特实验中，为排除其他磁场的影响，直导线中应通以什么方向的电流？

受力分析

如图15-4-17所示，一根光滑绝缘杆MN在竖直面内与水平面夹角为37°，放在一个范围较大的磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与杆垂直.质量为m的带电环沿杆下滑到P处时，向上拉杆的力大小为0.4mg,若环带的电荷量为q,问环带什么电？它滑到P处时的速度多大？在何处环与杆无相互作用？

图15-4-17

如图9-2-26（a）所示，水平放置的两平行金属导轨，间距L="0.3" m，导轨左端连接R="0.6" Ω的电阻.区域abcd内存在垂直于导轨平面B="0.6" T的匀强磁场，磁场区域宽D="0.2" m，细金属棒A₁和A₂用长为2D="0.4" m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直.每根金属棒在导轨间的电阻均为R="0.3" Ω，导轨电阻不计.使金属棒以恒定速度v="1.0" m/s沿导轨向右穿越磁场.计算从金属棒A₁进入磁场（t=0）到A₂离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流，并在图（b）中画出.

图9-2-26

如图11-3-13所示，在xOy平面内，有许多电子（质量为m、电荷量为e）从坐标原点O不断地以速率v₀沿不同方向射入第一象限，现加上一个垂直xOy平面的方向垂直纸板面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.要求这些电子穿过磁场后都能平行于x轴正方向运动，试求符合该条件的磁场的最小面积.

图11-3-13

一有界匀强磁场区域如图12-65所示，质量为m、电阻为R、半径为r的圆形线圈一半在磁场内，一半在磁场外，t=0时磁感应强度为B，以后均匀减小直至为零，磁感应强度的变化率为一常数k，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动，不考虑重力影响.求：

图12-65
（1）t=0时刻线圈的加速度；
（2）线圈最后做匀速直线运动时回路中的电功率.

某匀强磁场垂直穿过一个线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图12-2-29所示.若在某1 s内穿过线圈中磁通量的变化量为零，则该1 s开始的时刻是多少？

图12-2-29

在"用单分子油膜估测分子大小"实验中
（1）某同学操作步骤如下
①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积
③在蒸发皿中盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明的方格纸测量油膜的面积
改正其中的错误

（2）若油酸酒精溶液浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10^-3，其形成的油膜面积为40²，则估测出油酸分子的直径为。

如图所示的电路中，电源电压为60V不变，电阻R₁=10Ω，R₂=5Ω，虚线框内是两个电阻R₃、R₄，且R₃+R₄=14Ω，当只接通S₁时，电路中的电流强度为I₁=3A；当只接通S₂时，电路中的电流强度为I₂=2.5A；求：
（1）在答题纸上电路图的虚线框内画出两个电阻的连接方式，并说明两电阻的阻值；
（2）当S₁、S₂、S₃全部接通时，电路中的电流强度为多大？
（3）当S₁、S₂、S₃全部接通时，虚线框内的两个电阻消耗的功率分别是多大？

（1）关于热现象和热学规律，下列说法正确的是          

A．布朗运动就是分子的运动

B．热量只能从高温物体向低温物体传递，不可能由低温物体传给高温物体

C．分子之间作用力表现为引力时，分子之间距离减小，分子势能减小

D．温度高的物体，其内能一定大

（2）内壁光滑的导热汽缸竖直放在盛有冰水混合物的水中，用活塞封闭压强为1.0×10⁵Pa,体积为2.0×10^-3m³的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半.求
①此时气缸内气体的压强；
②在上述过程中外界对气体做功145J，封闭气体吸热还是放热，热量是多少？

如图所示，竖直平面内，直线PQ右侧足够大的区域内存在竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。直线PQ右侧距PQ水平距离为d=28.2cm(计算时取)的适当高度处的小支柱上放有一个不带电小球C。直线PQ左侧有一可以上下左右移动的发射枪，能够沿水平方向发射不同速度的带正电小球A。A、C球质量相等。以上装置在同一竖直平面内。现调节发射枪的位置和发出小球的速度，可以实现小球A在做平抛运动过程中，水平方向运动距离是竖直方向运动距离的两倍时，从直线PQ的某处D点(图中未画出)进入电磁场区域，并与小球C发生正碰，碰前的瞬间撤去小支柱，碰后A、C小球粘在一起沿水平方向做匀速直线运动。已知A球进入电磁场后与C碰前的过程中速度大小保持不变，g取10m/s²。求能实现上述运动的带电小球的初速度V₀及A、C两球初位置的高度差。

 

如图所示，光滑导轨立在竖直平面内，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感应强度B="0.5" T.电源的电动势为1.5 V，内阻不计.当电键K拨向a时，导体棒（电阻为R）PQ恰能静止.当K拨向b后，导体棒PQ在1 s内扫过的最大面积为多少？（导轨电阻不计）

由两个用同种材料、同样粗细的导线制成的圆环a和b，其半径之比r_a∶r_b=2∶1,如图16-2-15所示.当充满b环圆面的匀强磁场随时间均匀变化时，求a、b环中感应电流之比为多少.

图16-2-15

如图11-44所示，将带电荷量Q＝0.3 C、质量m′="0.15" kg 的滑块放在小车的绝缘板的右端，小车的质量M="0.5" kg，滑块与绝缘板间动摩擦因数μ=0.4，小车的绝缘板足够长，它们所在的空间存在着磁感应强度B="20" T 的水平方向的匀强磁场.开始时小车静止在光滑水平面上，一摆长 L="1.25" m、摆球质量 m＝0.3 kg的摆从水平位置由静止释放，摆到最低点时与小车相撞，如图11-44所示，碰撞后摆球恰好静止，g取10 m/s².求：
（1）摆球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能ΔE.
（2）碰撞后小车的最终速度.

图11-44