2023卷临天下 全国100所名校单元测试示范卷·物理[23·DY·物理-JKB-选修3-1-QG](九)9答案

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15.解：(1)设金属棒第一次进入磁场时的速度大小为，第一次离开磁场时的速度大小为边，根据机械能守恒定律有mgh=-1(1分)mgh2 =2m2(1分)从金属棒第一次进人磁场到第一次离开磁场，根据功能关系有Q=mm2-2m2(2分)根据焦耳定律可知，定值电阻上产生的热量Qk-jRQ+(1分)解得Q=2.85J。(2分)(2)从金属棒第一次进人磁场到第一次离开磁场的过程中，对任意一个很短的时间△分析，根据牛顿第二定律有F=ma(1分)△型(1分)△F=BIL=BLvR+r(2分)综合可得△M=Ld=m(-吃)(1分)R+r解得d=0.8m。(2分)(3)设金属棒第二次进人磁场时的速度大小为，第二次离开磁场时的速度大小为山，则(1分)BL'dR+r=m(一山）(1分)根据机械能守恒定律有1mgh,=之mu2(1分)解得hg=3.2m。(1分)

14.解：(1)设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有qu B=m(2分)根据几何关系有rsin a十rcos3=a(2分)解得4=2w2-2)g。(2分)n(2)设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T,则T=2x=2πmUoqB(2分)粒子在磁场中做圆周运动的轨迹对应的圆心角0=360°-(a+90°+3)=195°(2分)所以粒子在第一象限内运动的时间195°、13πm12gB(2分)