综合题19.0分
物理

如图甲所示,竖直平面内正方形线框IJKT通过极小的开口PQ用导线与电阻器R、平行金属板AB相连,PIJKTQ间的电阻值与电阻器R的阻值相等,AB板上下间距d=20m。在正方形线框内有一圆形匀强磁场区,面积S=10m2,磁感强度的方向垂直向里、大小为BtBt为磁感强度B随时间t变化的函数)。T=0s时刻在AB板的中间位置P静止释放一个质量为m=1kg、电量为q=+1C的小球(可视为质点)。已知重力加速度g=10m/s2;不计变化磁场在PQ右侧产生的电动势;不计导线的电阻;忽略电容器的充放电

时间。

17.如果Bt=btT)(t≥0s),b为定值。静止释放小球后,小球一直处于静止,求b值。

18.如果0s≤t≤1sBt=56tT);t>1sBt=0(T)。静止释放小球后,经多长时间小球落到B板上。

19.如果Bt按如图乙所示的方式变化(已知各段图像相互平行,第一段图像的最高点的坐标为:1s、80T)。静止释放小球后,小球向上、向下运动过程中加速度方向只变化1次,且小球恰好不与AB板碰撞。求图乙中的Bmtn

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

解:感应电动势为E1:    

电容器两端的电压为U  

小球电场力等于重力:  

综上:解得:

考查方向

电磁感应中的综合应用。

解题思路

根据电磁感应定理求出感应电动势,然后由欧姆定律求出电容器两端的电压,对小球由平衡条件列式可求出b。

易错点

计算电容器两端电压时,等效电路不清。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

时:感应电动势为E2 :   U2=E2

小球加速度    

 解得:

在1s内的位移为  

在1s末的速度为 : 

时:感应电动势为0,小球的加速度为

运动时间为  

考查方向

电磁感应的综合应用

解题思路

求时间用牛顿运动定理,先计算0~1s时间内的位移,确定1s后小球所处的位置,然后计算从1s后小球运动到B板的时间,两段时间之和就是总时间。

易错点

分析不清楚小球的运动情况。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

   (n=1、2、3、…)

解析

①0-1s内:小球加速度

②根据对称性,第1次向上加速、减速所经历时间:

a△t2    △t=1s

③根据对称性,第2、3、…、n次向上和向下加速、减速所经历时间:

a△t12    △t1=s

⑤   (n=1、2、3…)

考查方向

电磁感应和数学知识的综合应用。

解题思路

先计算第一次、第二次的情况,然后根据对称性和数学知识计算出Bm、tn。

易错点

解决本题的关键是数学知识的应用。